Warum hat die Temperatur keinen Einfluss auf die Druckhöhe?

Das angezeigte Bild ist korrekt. Aber Ihr Verständnis dessen, was es sagt, ist falsch. Das Bild erklärt den Grund, warum sich Ihre angezeigte Höhe bei gleicher wahrer Höhe mit der Temperatur ändert. Und Ihre wahre Höhe ändert sich mit der Temperatur (eine potenziell gefährliche Situation) für die gleiche angegebene angezeigte Höhe.

Ihr Missverständnis kann darauf zurückzuführen sein, dass die angezeigten Höhen und die Luftdruckeinstellung auf Feldebene (oder zumindest das Kollsman-Fenster des Höhenmessers) in allen drei Temperaturszenarien gleich sind. Dies ist für den Druck bei 10.000 Fuß MSL True Altitude nicht der Fall. Der atmosphärische statische Druck in der Höhe für die drei Szenarien ist nicht angegeben. Und sie können nicht gleich 29,92 sein.

Der statische atmosphärische Druck ist höher für das kalte Szenario und niedriger für das warme Szenario bei 100.000 Fuß MSL True Altitude. Sie würden denken, dass dies umgekehrt wäre. Und es ist für in einem Behälter eingeschlossene Luft. Aber nicht für uneingeschränkte Luft oder Luft, die in Behältern unterschiedlicher Größe eingeschlossen ist.

Atmosphärische Luft wird weniger dicht und steigt auf, wenn sie erwärmt wird. Dadurch entsteht darunter ein partieller Luftleerraum. Dieser partielle Hohlraum ist ein Bereich mit niedrigem Druck, da die Umgebungsluft noch einströmen muss, um die austretende Luft vollständig zu ersetzen. Würde die Luft gekühlt, würde sie auf die darunter liegende Luft absinken. Dadurch würde ein Hochdruckgebiet entstehen, da die vorhandene Luft noch nicht in ausreichender Menge nach außen gewandert ist.

Wie wirkt sich dies auf die verschiedenen Höhentypen aus? So was:

• Die wahre Höhe ist die Höhe über MSL, gemessen in tatsächlicher Entfernung in Fuß.
• Der Druck ist nur ein Maß für die Luftmenge, die mit dem Messgerät interagiert, und die durchschnittliche Energiemenge, die jedes Luftteilchen hat. Die Temperatur wirkt sich proportional auf die Energiemenge aus, die jedes Luftteilchen besitzt. Dies führt entweder dazu, dass sich der Druck proportional ändert. Oder es bewirkt, dass sich das Volumen und die Dichte des Luftpakets proportional ändern.
• Der barometrische Druck (Höhenmessereinstellung, Kollsman-Fenstereinstellung) ist nur der statische atmosphärische Druck auf Feldhöhe, der so eingestellt ist, dass er anzeigt, wie hoch der Druck auf mittlerer Meereshöhe sein sollte.
• Die angezeigte Höhe ist nur der Messwert, den Sie von Ihrem Höhenmesser erhalten. Ihr Höhenmesser ist nur ein sehr genaues Manometer (ein Barometer), das so kalibriert ist, dass es die Höhe über einer bestimmten Referenzdrucklinie anzeigt. Der Luftdruck und die Luftdichte in geringeren Höhen sind größer als in höheren Lagen. Dies ist auf das schiere Gewicht der Luft von oben zurückzuführen, die die darunter liegende Luft nach unten drückt und komprimiert. Die Beträge der Änderungen des Luftdrucks und der Luftdichte sind bekannt. Dies basiert auf Beobachtungen, wissenschaftlich und mathematisch abgeleiteten Formeln und Schätzungen, die auf der Internationalen Standardatmosphäre basieren. An einem ISA-Tag entspricht diese Referenzlinie dem mittleren Meeresspiegel. Das ist nicht immer praktisch, da die Atmosphäre nicht immer den Standarddruck und die Standardtemperatur auf mittlerem Meeresspiegel hat. So,
• Die Druckhöhe ist nur die Höhe über der mathematisch abgeleiteten Linie, die darstellt, wo der internationale Standardatmosphärendruck von 29,92 Zoll Quecksilbersäule gefühlt werden sollte. Die Druckhöhe ist die Höhe in Fuß, an der Sie an einem Nicht-Standardtag den gleichen Druck spüren würden wie an einem ISA-Standardtag in Fuß MSL. Wenn der atmosphärische Druck bei MSL (oder der barometrische Druck bei Feldhöhe) nicht dem Standard entspricht, befinden sich die beiden Anfangsniveaus nicht am selben Ort. Sie müssten eine Anpassung der MSL-Höhe vornehmen, um die Druckhöhe abzuleiten. Der Druck der Luft ergibt sich aus ihrem Volumen und Energiegehalt. Die Temperatur spielt dabei nur eine Rolle, wenn die Luft eingeschlossen oder in einem Behälter ist.
• Die Dichtehöhe ist nur die Höhe über der mathematisch abgeleiteten Linie, die die internationale Standardatmosphärendichte darstellt. Dichtehöhe ist die Höhe in MSL, bei der Sie an einem Nicht-Standardtag die gleiche Dichte spüren würden wie an einem ISA-Standardtag. Wenn die atmosphärische Dichte bei MSL nicht dem Standard entspricht, befinden sich die drei Anfangsniveaus nicht am selben Ort. Sie müssten eine Anpassung der MSL-Höhe vornehmen, um die Dichtehöhe abzuleiten. Die Dichte der Luft ergibt sich aus Gewicht und Volumen. Sowohl Druck als auch Temperatur spielen dabei nur eine Rolle, wenn die Luft frei oder in einem Behälter ist.

Sie leiten die Dichtehöhe ab, indem Sie die Druckhöhe durch die atmosphärische Temperatur anpassen. Sie leiten die Druckhöhe ab, indem Sie die wahre Höhe durch den atmosphärischen Druck anpassen. Sie müssen jedes haben, um das nächste zu bekommen.

Fallbeispiel. Wenn die Luft auf schöne, ordentliche kleine Säulen mit definierten und starren seitlichen Begrenzungen und einstellbaren vertikalen Begrenzungen beschränkt wäre, würde der durchschnittliche Druck in jedem Behälter gleich bleiben. Die Höhen jeder Säule wären je nach Temperatur unterschiedlich. Bei extrem hohen Säulen wären die Drücke an den Böden alle gleich. Und der Druck an der Spitze wäre alle gleich. Aber die Rate, mit der sich die Drücke mit der Höhe ändern würden, wäre anders. Da die angezeigte Höhe nur eine andere Möglichkeit ist, den statischen atmosphärischen Druck in der Höhe darzustellen, würde die angezeigte Höhe von 10.000 Fuß MSL je nach Temperatur auf verschiedenen wahren Höhen liegen.

Denn die Druckhöhe ist ein Maß für das Gewicht der Luft über Ihnen. Die Temperatur hat darauf keinen Einfluss. Durch das Erhitzen der Luft dehnt sie sich nur aus. Es wiegt immer noch das gleiche.

Wie bereits erwähnt, ist der Druck effektiv das Gewicht der Luft über dem Flugzeug. Wenn Sie (zum Beispiel) die absolute Temperatur der gesamten Atmosphäre verdoppeln würden (von beispielsweise 300 K auf Meereshöhe auf 600 K), würde sich das Volumen der Atmosphäre verdoppeln, vorausgesetzt, es handelt sich um ein ideales Gas, das keine Million Meilen von der Wahrheit entfernt ist. und Druckhöhen würden fast um den Faktor zwei zunehmen (aber nicht ganz, da die Erde kugelförmig ist).Eine lokalisierte Temperaturänderung würde jedoch dazu führen, dass sich die Luft ausdehnt und sich in der umgebenden Luftmasse ausbreitet, anstatt einen lokalisierten Klumpen in der zu erzeugen Obere Atmosphäre.

Per Definition wird die Temperatur bei der Berechnung der Druckhöhe nicht berücksichtigt. Die Druckhöhe ist immer die angezeigte barometrische Höhe, wobei 29,92 als barometrischer Offset verwendet wird. Die Temperatur beeinflusst jedoch die Höhe von Flugzeugen, die in Druckhöhe fliegen.