密度高度计算器

使用方法

1. 输入“机场标高”，并在“标高单位”中选择英尺或米。
2. 从 METAR 输入“高度表拨正值（QNH）”，并在“高度表拨正值单位”中选择英寸汞柱或百帕。
3. 输入“外界气温（OAT）”。从 METAR 填入“露点”，或留空以按干燥空气计算。
4. 可选：输入“指示空速（IAS）”，以求出“真空速（节）”。
5. 读取“密度高度（英尺）”，然后打开“计算过程，逐步”，查看计算的每一步。

密度高度是如何求得的

密度高度是标准大气中的一个高度，在该高度上空气的密度与机场处的空气密度相同。美国联邦航空管理局（FAA）将其定义为经非标准气温修正后的气压高度。

先由机场标高和高度表拨正值求出气压高度，再由 ISA 偏差说明此处气温比该高度的标准气温高出多少。最后，由空气密度算出密度高度。空气密度还取决于水汽和气压。

FAA《仪表飞行手册》（FAA-H-8083-15B）给出一个手边没有图表时使用的快速估算法：高于 ISA 气温的每摄氏度加120英尺。在气压高度3,000英尺、气温20 °C 时，ISA 气温约为9 °C，相差11 °C，估算值为 3,000 + 120 × 11 = 4,320英尺（第4-6页，英文）。本工具将此快速估算与精确的密度高度并列显示，精确值仍为主要结果。

站点气压：p = QNH × (1 − 0.0065 × h ÷ 288.15)^5.25588，h 为机场标高（米）
气压高度：PA = 44,330.77 × (1 − (p ÷ 1,013.25)^0.190263) 米
ISA 偏差 = 空气温度 − (15 − 0.0065 × PA)，单位 °C
密度高度：DA = 44,330.77 × (1 − σ^0.234969) 米，其中 σ = (p ÷ 1,013.25) × (288.15 ÷ Tv)

• 海平面附近，气压每百帕约变化27英尺。QNH 低于标准的1,013.25 hPa 时，气压高度高于机场标高；高于标准时，气压高度低于机场标高。
• 炎热或高海拔的空气较稀薄。气温高于 ISA 气温时，密度高度高于气压高度；低于 ISA 气温时，密度高度低于气压高度。

虚温修正及其适用情况

水汽比它所取代的氮气和氧气轻，因此在相同的气压和气温下，潮湿空气比干燥空气的密度小。本工具用虚温来计入这一点：Tv = T ÷ (1 − 0.378 × e ÷ p)，其中 e 是露点处的水汽压。水汽压由 Magnus 形式的饱和水汽压公式求得（Alduchov 与 Eskridge，1996年，英文）。

天气凉爽时修正很小，气温越高，修正越大。在6,000英尺、35 °C 的条件下，露点20 °C 会使密度高度提高约350英尺。FAA 的《密度高度》宣传册指出，湿度通常不是主要因素，因为它主要影响发动机功率，因此应把露点视为一种细化。留空即可看到干燥空气的结果。

本工具未涵盖的内容

• 飞机性能。起飞距离、爬升率和着陆滑跑取决于飞机、重量、襟翼位置、跑道和发动机。请以飞机飞行手册的图表为准，并以密度高度作为输入。
• 风、跑道坡度、跑道道面，以及所用的功率设置。
• 空速表的仪表误差和位置误差。本工具把指示空速当作当量空速，并忽略压缩性，仅在低速时足够准确。
• 飞行当时的天气。请使用当前的 METAR 或机场的实测报告，而非预报。
• 实际飞行的决策。本工具仅供训练和规划练习，任何实际飞行都请以飞机飞行手册和批准的性能数据为准。

数据来源

标准大气采用 ICAO 模型：海平面为15 °C 和1,013.25 hPa，直到对流层顶之前，气温直减率为每米0.0065 K（约每1,000英尺2 °C），指数 5.25588 = g ÷ (R × L)。NASA Glenn 的大气方程使用相同的直减率和指数5.256（英文）。

单位换算因子是精确的：1英尺等于0.3048米，1英寸汞柱等于33.86389 hPa。FAA《航空知识飞行员手册》第11章给出相同的标准：海平面标准气压为29.92英寸汞柱，即1,013.2毫巴。每摄氏度120英尺的快速估算来自 FAA《仪表飞行手册》第4-6页。

常见问题