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大气模型:标准大气VS杨炳蔚模型

大气模型:标准大气VS杨炳蔚模型 微迪航天FlightSim软件
2026-11-11
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导读:从地面发射的飞行器都要在大气层中飞行,这一期我们介绍飞行器弹道计算中离不开的大气模型。

从地面发射的飞行器都要在大气层中飞行,这一期我们介绍飞行器弹道计算中离不开的大气模型。

真实大气随季节、天气不断变化,为了让飞行器设计有统一的基准,工程上使用一套只随高度变化的理想大气模型:

其中,h为高度;a为音速;ρ为大气密度;p为大气压力;T为大气温度。 国际上常用的是美国标准大气USSA-1976,可算到约1000公里,但以数据表形式存储,数据量巨大,还要查表插值。为此,我国的杨炳蔚提出了拟合公式形式的大气模型,分层计算0到91公里的大气参数。以0到11公里为例:

也就是说,美国标准大气覆盖更广,杨炳蔚模型编程更方便,更适合弹道仿真程序。

下面我们通过软件直观地观察大气模型。 勾选两个大气模型,高度设为0到91公里,依次选择温度、音速、密度和压力。可以看到,两个模型的曲线几乎完全重合。

随着高度升高,温度先降低,在11到20公里保持不变,50公里附近回升到峰值,再往上又下降。音速由温度决定,其曲线形状也类似。

密度和压力的曲线也很相似,都随高度呈指数下降,大约每升高16公里降为原来的十分之一,到90公里只剩地面的几十万分之一。

总之,大气的密度和压力随高度指数减小,温度和音速先减小后增大。


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