Почему температура не влияет на барометрическую высоту?

Картинка, которую вы показали, правильная. Но ваше понимание того, что он говорит, неверно. Рисунок объясняет, почему указанная высота будет меняться в зависимости от температуры при одной и той же истинной высоте. И ваша истинная высота будет меняться в зависимости от температуры (потенциально опасная ситуация) для одной и той же заданной индикации высоты.

Ваше непонимание может быть связано с тем фактом, что настройки индикации высот и барометрического давления на уровне поля (или, по крайней мере, окна альтиметра Коллсмана) одинаковы во всех трех температурных сценариях. Это не относится к давлению на истинной высоте 10 000 футов над уровнем моря. Атмосферное статическое давление на высоте для трех сценариев не приводится. И они не могут быть равны 29,92.

Статическое атмосферное давление выше для холодного сценария и ниже для теплого сценария на истинной высоте 100 000 футов над уровнем моря. Можно подумать, что это было бы наоборот. И это для воздуха, заключенного в контейнере. Но не для неограниченного воздуха или воздуха, заключенного в контейнерах разного размера.

Атмосферный воздух станет менее плотным и будет подниматься вверх при нагревании. Это создаст частичную пустоту воздуха под ним. Эта частичная пустота представляет собой область низкого давления, поскольку окружающий воздух еще не успел полностью заменить выходящий воздух. Если воздух охладить, он опустится на воздух под ним. Это создаст область высокого давления, поскольку существующий воздух еще не вышел наружу в достаточном количестве.

Как это влияет на различные типы высоты? Так:

• Истинная высота — это высота над уровнем моря, измеренная в фактических футах.
• Давление — это всего лишь измерение количества воздуха, взаимодействующего с измерительным устройством, и среднего количества энергии, которой обладает каждая частица воздуха. Температура пропорционально повлияет на количество энергии, которой обладает каждая частица воздуха. Это приведет либо к пропорциональному изменению давления. Или это приведет к пропорциональному изменению объема и плотности воздушной посылки.
• Барометрическое давление (настройка альтиметра, установка окна Коллсмана) — это просто статическое атмосферное давление на высоте поля, скорректированное, чтобы показать, каким должно быть давление на среднем уровне моря.
• Указанная высота - это просто показания, которые вы получаете от своего альтиметра. Ваш высотомер — это просто очень точный манометр (барометр), откалиброванный так, чтобы показывать высоту над определенной опорной линией давления. Давление и плотность воздуха на более низких высотах больше, чем на больших высотах. Это происходит из-за того, что огромный вес воздуха сверху давит вниз и сжимает воздух внизу. Величины изменений давления и плотности воздуха известны. Это основано на формулах и оценках, полученных путем наблюдений, научных и математических исследований, которые основаны на Международной стандартной атмосфере. В день ISA эта контрольная линия равна среднему уровню моря. Это не всегда удобно, поскольку атмосфера не всегда имеет стандартное давление и температуру на среднем уровне моря. Так,
• Барометрическая высота — это просто высота над математически полученной линией, показывающей, где должно ощущаться международное стандартное атмосферное давление в 29,92 дюйма ртутного столба. Барометрическая высота — это высота в футах, на которой вы бы чувствовали такое же давление в нестандартный день, как и в стандартный день ISA в футах над уровнем моря. Если атмосферное давление на уровне MSL (или барометрическое давление на высоте поля) не является стандартным, два начальных уровня не будут находиться в одном и том же месте. Вам нужно будет внести поправку на высоту MSL, чтобы получить барометрическую высоту. Давление воздуха зависит от его объема и содержания энергии. Температура играет здесь роль только в том случае, если воздух закрыт или находится в контейнере.
• Высота плотности - это просто высота над математически полученной линией, представляющей, где плотность атмосферы соответствует международному стандарту. Высота плотности — это высота в MSL, при которой в нестандартный день вы почувствуете ту же плотность, что и в стандартный день ISA. Если плотность атмосферы на уровне СУМ не является стандартной, то три начальных уровня не будут находиться в одном и том же месте. Вам нужно будет внести поправку на высоту MSL, чтобы получить высоту по плотности. Плотность воздуха определяется его весом и объемом. И давление, и температура являются факторами в этом только в том случае, если воздух не ограничен или находится в контейнере.

Вы получаете высоту по плотности, корректируя барометрическую высоту по атмосферной температуре. Вы получаете высоту по давлению, корректируя истинную высоту по атмосферному давлению. Вы должны иметь каждый, чтобы получить следующий.

Дело в точке. Если бы воздух был ограничен красивыми, аккуратными, маленькими колоннами с четкими и жесткими боковыми границами и регулируемыми вертикальными границами, среднее давление в каждом сосуде оставалось бы одинаковым. Высота каждого столбца будет разной в зависимости от температуры. Для очень высоких колонн давление в нижней части будет одинаковым. И давление наверху будет одинаковым. Но скорость, с которой давление будет меняться с высотой, будет разной. Поскольку указанная высота — это просто еще один способ представления статического атмосферного давления на высоте, указанная высота в 10 000 футов над уровнем моря будет иметь разные истинные высоты в зависимости от температуры.

Потому что барометрическая высота — это мера веса воздуха над вами. Температура на это не влияет. Нагрев воздуха только расширяет его. Он по-прежнему весит одинаково.

Как уже говорилось, давление фактически представляет собой вес воздуха над самолетом. Если бы вы (например) удвоили абсолютную температуру всей атмосферы (скажем, с 300 К на уровне моря до 600 К), тогда атмосфера удвоилась бы в объеме, предполагая, что это идеальный газ, что не так уж далеко от истины, барометрические высоты увеличатся почти в два раза (но не совсем, поскольку Земля имеет сферическую форму).Однако локализованное изменение температуры будет иметь тенденцию приводить к расширению воздуха, распространяющемуся в окружающую воздушную массу, а не к образованию локализованного комка в верхняя атмосфера.

По определению температура не учитывается при расчете барометрической высоты. Барометрическая высота всегда является указанной барометрической высотой с 29,92, используемой в качестве барометрического смещения. Тем не менее, температура будет влиять на высоту полета самолета на барометрической высоте.