Standardatmosphäre

Die Standardatmosphäre ist ein Begriff aus der Luftfahrt und bezeichnet sowohl die atmosphärischen Umgebungsbedingungen in Meereshöhe als die Entwicklung von Temperatur, Luftdruck und -dichte auch in Abhängigkeit von der Höhe.

Definiert wurden die Umgebungsbedingugen von der ICAO als sogenannte ISA (International Standard Atmosphere) Bedingungen. Sie entsprechen bis ca. 86 km Höhe im Wesentlichen der US-Standardatmosphäre 1976.

Folgende Parameter wurden festgelegt:

• Luftdruck: 1013,25 mbar (oder 1013,25 hPa)
• Temperatur: 288,15 K (oder 15 °Celsius)
• • Temperaturabnahme/-zunahme 0,65 K/100 m Höhengewinn/-verlust, Verinbarung gilt nur bis zu einer Höhe von 10.000 Metern
• Luftdichte: 1,225 kg/m³
• Höhe: 0 m über Meeresspiegel bei Normort 45.ter Breitengrad

Als kleine Besonderheit enthält die Standardatmosphäre formal keinen Wasserdampf, allerdings kann über Gewicht, Druck und Temperatur der Wasseranteil errechnet werden.

Diese Parameter werden z.B. zwingend benötigt um bei einem Triebwerkslauf in einem Teststand die Leistungswerte auf einen neutralen Standard zu korrigieren und darüber die Aussage treffen zu können, ob dieses Triebwerk ausreichend Schub produziert, um ein Flugzeug auf der Startbahn in kurzer Zeit ausreichend beschleunigen zu können.

Ferner werden in der Luftfahrt alle barometrischen Höhenmesser nach der Standardatmosphäre geeicht.

Standardatmosphäre 1976

Sind die durchschnittlichen Temperaturen in verschiedenen Höhen bekannt, so kann mit Hilfe der auf variable Temperaturen erweiterten barometrischen Höhenformel für jede Atmosphärenschicht die Temperatur linear approximiert werden, und es ergibt sich so eine Druck-Höhen-Beziehung, die für weite Höhenbereiche brauchbare Werten liefert. Für höhere Genauigkeit in großen Höhen ist an Stelle der absolute Höhe z in die Höhenformel die einem gedachten homogenen Gravitationsfeld mit g(h)=g(0) entsprechende Geopotentialhöhe h einzusetzen. Die wahre Höhe z erhält man daraus mit dem Erdradius R über die Gleichung

wobei R = 6356 km etwas kleiner als der wahre mittlere Erdradius gewählt wird, um die infolge der Zentrifugalkraft der rotierenden gegenüber einer ruhenden Erde etwas steilere Abnahme von g(z) zu berücksichtigen.

Die nachfolgende Tabelle gibt die Temperaturen an den Grenzen der Teilschichten der Standardatmosphäre 1976 sowie die Höhe dieser Grenzen über Meeresnivau an. Die oberste Grenze ist zugleich die Obergrenze dieses Modells. Die Temperaturen zwischen den Ebenen werden linear interpoliert (siehe Abbildung).

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