liminfoAtmosphere Model
국제표준대기(ISA) 고도별 온도/압력/밀도 계산
Atmosphere Model 소개
ISA 표준대기 레퍼런스는 ICAO가 정의한 국제 표준대기(ISA) 데이터를 종합적으로 제공하는 무료 온라인 도구입니다. 해수면 기준값(T0=288.15K, P0=101325Pa, rho0=1.225kg/m3), 물리 상수(R=287.058 J/kg-K, gamma=1.4), 0~84,852m까지 7개 대기층별 온도 기울기(Lapse Rate), 온도·기압·밀도·음속 계산에 필요한 모든 공식을 수록하고 있습니다.
이 레퍼런스는 항공기 성능 계산, 비행 계획, 대기 과학에 정확한 ISA 데이터가 필요한 항공우주 엔지니어, 조종사, 기상학자, 항공 학생을 위해 제작되었습니다. 기압고도, 밀도고도(DA = PA + 118.8 x (OAT - ISA_temp)), TAS/CAS/EAS 대기속도 변환, 마하수 계산, 동압 등 실용적인 항공 응용을 다룹니다. 해수면, 1000m, 3000m, 5000m, 8848m(에베레스트), 11000m(대류권계면), 20000m의 사전 계산된 고도별 데이터도 제공합니다.
대류권(0~11km)과 전체 7개 대기층(0~84km) ISA 값을 프로그래밍으로 계산하는 Python 및 JavaScript 코드 예제도 포함되어 있습니다. 모든 데이터는 ISA 기본 상수, 핵심 공식, 고도별 표준값, 항공 응용, 계산 코드의 5개 카테고리로 분류되어 즉시 검색과 필터링이 가능하며, 오프라인에서도 사용할 수 있습니다.
주요 기능
- ISA 해수면 상수 및 대기 물리 상수(R, 비열비, 몰질량) 완전 수록
- 0~84,852m 7개 대기층 정의 및 층별 온도 기울기(Lapse Rate) 제공
- 핵심 공식: 대류권 온도/기압, 등온층 기압, 공기밀도, 음속 계산
- 해수면, 1000m, 3000m, 5000m, 8848m, 11000m, 20000m 사전 계산 데이터 표
- 항공 응용: 기압고도, 밀도고도, TAS/CAS/EAS 변환, 마하수, 동압
- 대류권 및 전체 7층 ISA 계산용 Python, JavaScript 코드 예제 제공
- 한국어/영어 이중 언어 지원, 5개 카테고리 즉시 검색 및 필터링
- 페이지 로드 후 오프라인 사용 가능, 모바일 반응형 설계
자주 묻는 질문
국제 표준대기(ISA)란 무엇인가요?
ISA는 ICAO가 정의한 대기 조건 모델로, 고도에 따른 온도, 기압, 밀도 등의 표준값을 설정합니다. 해수면에서의 ISA 조건은 온도 15도C(288.15K), 기압 101,325Pa(1013.25hPa, 29.92inHg), 밀도 1.225kg/m3입니다. ISA는 항공기 성능 계산, 고도계 교정, 항공우주 공학의 기준선으로 사용됩니다.
대류권의 온도 감률(Lapse Rate)은 얼마인가요?
ISA 대류권(0~11,000m)에서 온도는 킬로미터당 -6.5도C(-0.0065K/m)로 선형 감소합니다. 공식은 T(h) = 288.15 + (-0.0065) x h [K]입니다. 11,000m(대류권계면)에서 온도는 -56.5도C(216.65K)에 도달하며, 대류권계면 구간(20,000m까지)은 등온(isothermal)으로 유지됩니다.
기압고도(Pressure Altitude)는 어떻게 계산하나요?
기압고도는 QNH 보정 없이 현재 기압에 해당하는 ISA 고도입니다. 공식: h_p = (1 - (P/P0)^0.190284) x 44,330 [m]. 항공에서의 근사식(피트): h_p = (1013.25 - QNH) x 30 [ft]. 예를 들어, QNH가 1003hPa이면 기압고도는 약 307ft입니다.
밀도고도(Density Altitude)란 무엇이며 왜 중요한가요?
밀도고도는 실제 공기밀도에 해당하는 ISA 고도입니다. DA = PA + 118.8 x (OAT - ISA_temp) [ft]로 계산됩니다. 항공기 성능(양력, 엔진 출력, 프로펠러 효율)은 공기밀도에 의존하므로, 고온·고고도 공항에서는 밀도고도가 실제 표고보다 수천 피트 높아져 이륙 성능이 크게 저하될 수 있습니다.
TAS, CAS, EAS는 어떻게 변환하나요?
핵심 관계식은 TAS = EAS / sqrt(sigma)이며, sigma는 밀도비(rho/rho0)입니다. 예를 들어, FL350(10,668m)에서 CAS 250kt, sigma 약 0.3099일 때 TAS = 250 / sqrt(0.3099) = 약 449kt입니다. 마하수에서 TAS로 변환: TAS = M x a (a는 해당 고도의 음속). FL350에서 음속은 295.1m/s이므로, M0.78일 때 TAS = 230.2m/s(447kt)입니다.
음속은 고도에 따라 어떻게 변하나요?
음속은 온도에만 의존합니다: a = sqrt(gamma x R x T), 약 20.05 x sqrt(T) [m/s]. 해수면(288.15K)에서 340.3m/s(661.5kt), 대류권계면(11,000m, 216.65K)에서 295.1m/s(573.6kt)입니다. 따라서 같은 TAS라도 고고도에서 마하수가 더 높아집니다.
에베레스트(8,848m) 고도의 ISA 대기 조건은?
8,848m에서의 ISA 값: 온도 -42.5도C(230.64K), 기압 31,436Pa(314.4hPa), 밀도 0.4748kg/m3, 음속 304.5m/s, 밀도비 0.3876. 기압이 해수면의 약 31%에 불과하여 산소 분압이 비적응 인체에 위험한 수준입니다.
ISA 값을 프로그래밍으로 계산하려면?
이 레퍼런스에는 Python과 JavaScript 코드가 수록되어 있습니다. 대류권(0~11km): T = 288.15 + (-0.0065) x h, P = 101325 x (T/288.15)^5.2559, rho = P/(287.058 x T), a = sqrt(1.4 x 287.058 x T). 전체 7개 층(0~84km) 모델은 각 층의 경계와 기울기(등온 포함)를 반복 처리합니다. 계산 코드 카테고리에서 확인할 수 있습니다.