Respuesta corta
Temperatura estática a 30000 pies = –44.436 ° C.
Temperatura total a 30000 pies y 800 km / h = –20.16 ° C.
Respuesta larga
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Te diré una forma de calcular la temperatura a cualquier altitud y velocidad del avión por tu cuenta. Pero requiere su próxima atención de 5 a 10 minutos.
Vamos a aprenderlo
Paso 1
De acuerdo con la International Standard Atmosphere, la temperatura del nivel del mar es de 15 ° C. Conviértalo en Kelvin agregando 273.15. Saldrá a ser 288.15 Kelvin. Kelvin es también una unidad de temperatura como grados centígrados.
Paso 2
Antes de decirte más, debes saber que después de cada elevación de un metro, la temperatura baja en 0.0065 K. Se llama tasa de lapso. Esta tasa de lapso permanece igual hasta 11 kilómetros. De 11 km a 25 km, la tasa de lapso de temperatura es cero. Significa que la temperatura estática en cualquier lugar entre 11 km y 25 km será igual a la temperatura estática a 11 km. Por encima de 25 km, la tasa de lapso cambiará. Pero todos los aviones comerciales y aviones de combate vuelan dentro de los 25 km altitud. Solo el avión de combate SR-71 en 1976 voló a 25.94 km de altitud.
Ahora daré una fórmula para calcular la temperatura estática a cualquier altitud.
Temperatura estática = Temperatura a nivel del mar – (tasa de lapso × altura)
Paso 3
Ahora estamos interesados en conocer la temperatura total a cualquier altitud en particular. La temperatura total es la suma de la temperatura estática y la temperatura dinámica. Se puede calcular siguiendo la fórmula.
Temperatura total = Temperatura estática + (V ^ 2 ÷ (2 × Cp))
Donde, Cp es calor específico constante a presión constante. Su valor para el aire es de 1005 J / kg / K al nivel del mar.
Finalmente, apliquemos la información anterior en su consulta.
Dado:
Altitud = 30000 pies = 9144 m
Velocidad = 800 km / h = 222.22 m / s
Nota 1: Para el cálculo, mantenga todas las unidades en SI. Es decir, altitud en metros, temperatura en Kelvin, velocidad en m / s, calor específico en m ^ 2 / s ^ 2 / K.
Use el paso 2 para calcular la temperatura estática.
Temperatura estática a 9144 m = 288.15 – (0.0065 × 9144) = 228.714 Kelvin = –44.436 ° C. Este es el valor que se muestra en el instrumento de la aeronave. Es la temperatura ambiente de flujo libre o simplemente se conoce como temperatura del aire exterior (OAT).
Nota 2: Puede convertir Kelvin nuevamente en ° celcius restando 273.15 de la temperatura Kelvin superior.
Para encontrar la temperatura total, use el paso 3.
Temperatura total = Temperatura estática + (V ^ 2 ÷ (2 × Cp))
Temperatura total = 228.714 + (222.22 ^ 2 ÷ (2 × 1005))
Temperatura total a 9144 m = 252.98 K = –20.16 ° C. Avión la velocidad generará calor a su alrededor, lo que aumentará el aire temperatura.
Nota 3: el valor de Cp difiere a diferentes temperaturas estáticas, pero a temperaturas más bajas, los cambios en él no son demasiado. Por lo tanto, el error al calcular el valor de la temperatura total utilizando una constante de calor específica del nivel del mar a una presión constante del aire traerá una ligera desviación en el resultado, pero no mucha.
Nota 4: Según la Atmósfera estándar de la India, la temperatura ambiente a nivel del mar se considera como 25 ° C porque en el subcontinente indio la temperatura promedio es más alta que en Europa o en las regiones frías.