Dans les premiers jours de vol, peu d'informations étaient disponibles sur l'atmosphère. Balloonists avaient pris des mesures et les météorologistes avaient construit des modèles bruts basés sur des données empiriques, mais ceux-ci ont fait peu pour aider un nouveau domaine de l'ingénierie qui reposait sur la température de l'air, la densité de l'air et la pression atmosphérique. Aerodynamicists besoin de données précises pour les domaines dans lesquels ils ont volé.
Altitude
Avant que les scientifiques pourraient développer un modèle précis de l'atmosphère, ils doivent d'abord définir «altitude». Ce ne fut pas une tâche aussi facile que cela puisse paraître. Les astronomes définis altitude du centre de la terre, mais aérodynamiciens ne se soucient pas ce qui est arrivé en dessous de la surface de la terre. Les scientifiques ont travaillé en termes d'altitude "geopotential", qui est une mesure de l'altitude utilisé uniquement pour simplifier les calculs car elle suppose l'accélération de la pesanteur est constante. altitude "géographique" est une mesure physique de la surface de la terre à un point dans l'atmosphère. Ceci est une véritable mesure de l'altitude, mais il peut faire des calculs extrêmement difficile. Heureusement, la différence entre l'altitude géographique et géopotentiel dans l'atmosphère est minuscule, donc les deux peuvent généralement être utilisés de manière interchangeable.
NACA
Le prédécesseur de la National Aeronautics and Space Administration (NASA) a été le Comité consultatif national de l'aéronautique (NACA). Le travail de NACA dans les premiers jours de l'aéronautique était indispensable à l'avancement du pays dans le domaine depuis des décennies. En 1923, le CCNTA a pris des tas de données atmosphériques empiriques inorganisé et développé "l'atmosphère standard." Le rapport et les tableaux qui l'accompagnait a défini les variations de la pression, de la température et de la densité dans l'atmosphère.
Atmosphère standard
L'équation de base pour l'atmosphère standard est l'équation hydrostatique, qui indique un changement de pression d'air égale moins les temps de densité de l'air à l'accélération des temps de gravité du changement de hauteur, ou de l'altitude. En manipulant l'équation d'état, p = (rho) RT, les scientifiques dérivé une équation pour la densité dans l'atmosphère standard qui est seulement dépendante de la température. Si vous connaissez la température à toute altitude, vous pouvez calculer la densité.
Densité Altitude
Bien que l'atmosphère standard fournit des valeurs constantes pour la pression, la densité et la température à des altitudes données, l'atmosphère est rarement «standard». Une valeur aérodynamiciens utilisent pour de telles situations non standard est «altitude de densité." Cette valeur provient de la mesure de la densité de l'air directement et trouver la valeur associée pour l'altitude dans les tableaux de l'atmosphère standard. Cette valeur est importante pour les pilotes qui l'utilisent pour étalonner leurs altimètres, en particulier lors des vols sur les aérodromes à haute altitude.
Aérodynamique
l'aérodynamique de base repose en grande partie sur l'atmosphère standard. Par exemple, si vous avez l'altitude de densité, vous pouvez rechercher les valeurs de pression et de température associés dans les tableaux de l'atmosphère standard. densité de l'air est critique dans l'équation de continuité, le cœur de tout calcul du débit d'air, en particulier dans les écoulements compressibles. Le travail NACA a fait en 1923 est encore une partie de même les textes d'ingénierie aéronautique plus avancés.