密度高度計算器
根據壓力高度、溫度與濕度計算密度高度與空氣密度——飛行性能必備工具。
輸入壓力高度、外界空氣溫度與相對濕度，即可計算決定航空器性能的密度高度。
密度高度計算器
根據壓力高度、溫度與濕度計算密度高度與空氣密度——飛行性能必備工具。
關於密度高度計算器
密度高度是指在國際標準大氣（ISA）中會出現某一空氣密度的高度。它並不是實際的物理高度——無論空氣冷或熱，你的航空器在跑道上的海拔還是 5,000 ft——但它決定了航空器的性能，因為引擎輸出功率、螺旋槳效率與氣動升力都取決於空氣密度。密度高度高，表示空氣稀薄、低密度；密度高度低，表示空氣稠密、性能較佳。
這個概念在航空中至關重要，因為航空器性能圖表都是以 ISA 標準條件為基礎。計算密度高度時，你把實際大氣條件換算成一個可直接用於性能圖表的數值，將複雜氣象化為實用的飛行規劃工具。飛行員在計算起飛距離、爬升率、實用升限與降落性能時都必須考量密度高度——在炎熱、潮濕且海拔較高的條件下低估它，已造成許多事故。
影響密度高度的三大因素是壓力高度、溫度與濕度。壓力高度是把高度表設為標準設定 29.92 inHg（1013.25 hPa）後讀出的高度。隨著你往上爬升，氣壓下降，空氣密度也跟著降低。溫度同樣重要：在相同壓力下，熱空氣比冷空氣更稀薄。比 ISA 標準高 30°C 的一天，可能讓密度高度增加 3,500 ft 或更多。濕度的影響較小但確實存在。水蒸氣（分子量 18）比乾空氣（有效分子量約 29）輕，因此在相同溫度與壓力下，潮濕空氣會比乾空氣略為稀薄——這有時稱為密度高度的濕度修正。
本計算器使用 ISA 氣壓模型先求出輸入壓力高度處的實際氣壓，再採用虛溫法來考量濕度。空氣密度公式為：ρ = (P − 0.3783·e) / (287.05·T)，其中 P 為帕斯卡氣壓，e 為水蒸氣分壓，T 為開爾文溫度。接著再依據 ISA 中密度與高度的關係推導出密度高度。
作為經驗法則，在某一壓力高度下，每高出 ISA 標準溫度 1°C，密度高度約增加 120 ft，而 ISA 標準溫度會以每 1,000 ft 約下降 2°C 的遞減率變化。海平面的 ISA 標準溫度為 15°C；5,000 ft 處為 5°C；10,000 ft 處為 −5°C。在高海拔機場的炎熱夏日裡，如果再加上高濕度，密度高度很容易比實際海拔高出 3,000–5,000 ft，從而顯著增加起飛滑跑距離並降低爬升性能。
密度高度範例
溫度與濕度如何在不同壓力高度下影響密度高度。
| 條件 | 密度高度 | 說明 |
|---|---|---|
| PA = 0 ft, OAT = 15°C, RH = 0% | ≈ 0 ft | 海平面 ISA 標準條件。空氣密度 = 1.225 kg/m³。可直接使用性能圖表，無需修正。 |
| PA = 8000 ft, OAT = 30°C, RH = 40% | ≈ 11 700 ft | 高海拔機場中的炎熱、中等濕度條件。該高度下 OAT 比 ISA 標準高約 31°C，使密度高度增加約 3,700 ft。 |
| PA = 2000 ft, OAT = 35°C, RH = 80% | ≈ 5 300 ft | 炎熱且非常潮濕的條件。升高的溫度與濕度都會降低空氣密度，使性能明顯劣於 2,000 ft 海拔所暗示的水平。 |
| PA = 3000 ft, OAT = −10°C, RH = 20% | ≈ 650 ft | 寒冷乾燥的冬季條件。OAT 遠低於 ISA 標準，空氣更稠密，密度高度遠低於實際海拔——性能極佳。 |
如何使用密度高度計算器
- 將高度表設為 29.92 inHg（1013.25 hPa），讀取指示高度——那就是壓力高度。以英尺輸入。
- 輸入外界空氣溫度（OAT），單位為攝氏度。請使用你目前位置的溫度，而不是海平面溫度。
- 輸入相對濕度百分比（0–100）。若無濕度資料，0% 可在不進行濕度修正的情況下提供保守估計。
- 點擊計算。結果會顯示以英尺表示的密度高度、以 kg/m³ 表示的空氣密度、該壓力高度下的 ISA 標準溫度，以及相對 ISA 的偏差。
- 將密度高度與航空器的性能圖表及 POH 數據對照，以判定起飛距離、爬升率與其他性能數值。
密度高度常見問題
為什麼密度高度對飛行員很重要？
航空器性能——引擎功率、螺旋槳推力與機翼升力——都取決於空氣密度。性能圖表是依據 ISA 標準密度制定的。密度高度會把你的實際條件換算成等效的 ISA 高度，讓你可以直接從圖表讀取性能資料。密度高度越高，性能越差、起飛滑跑越長、爬升越慢。
溫度如何影響密度高度？
熱空氣會膨脹並變得更稀薄。在某一壓力高度下，每高出 ISA 標準溫度 1°C，密度高度大約增加 120 ft。若當天比標準溫度高 20°C，密度高度會比壓力高度高約 2,400 ft——這在夏季高海拔機場尤其關鍵。
濕度會顯著影響密度高度嗎？
濕度的影響小於溫度，但並非可忽略。潮濕空氣中較輕的水蒸氣分子（分子量 18）取代了較重的氮與氧分子（平均約 29），使空氣混合物更稀薄。在高溫高濕條件下，與乾燥空氣相比，濕度修正可能使密度高度增加 200–500 ft。
什麼是 ISA 偏差，為什麼要顯示它？
ISA 偏差（或 ISA+/−）是你的實際 OAT 與同一壓力高度下 ISA 標準溫度之間的差值。ISA 標準溫度從海平面的 15°C 開始，以每 1,000 ft 下降 2°C。正的 ISA 偏差（例如 ISA+15）表示空氣比標準更熱，因此密度高度更高、性能更差。
什麼算高密度高度機場？
海拔高於 5,000 ft MSL 的機場通常被稱為“高海拔”機場，但即使是海平面機場，在炎熱潮濕的日子裡密度高度也可能超過 5,000 ft。任何超過 5,000 ft 的密度高度都需要謹慎進行性能規劃。著名例子包括尼泊爾的 Lukla（海拔 9,383 ft）與科羅拉多的 Telluride Regional Airport（海拔 9,070 ft）。
不使用電腦如何計算密度高度？
一個簡單近似公式是：DA = PA + 120 × (OAT − ISA_temp)，其中 ISA_temp = 15 − 0.00198 × PA。這個經驗法則不考慮濕度，但精度通常在幾百英尺內。飛行員也會使用 E6B 飛行計算尺或製造商提供的密度高度圖表。本線上計算器則採用包含濕度修正的完整物理公式。