Question

【題目】閱讀短文，回答問題

“鯤龍”AG600

國產大型水陸兩棲飛機“鯤龍”AG600成功實現水上起降，如圖所示。“鯤龍”AG600是國家為滿足森林滅火和水上救援的迫切需要，研制的大型特種用途民用飛機，既能在陸地上起降，又能在水面上起降，是一艘會飛的船。AG600可以在20秒內一次汲水12噸，單次投水救火面積可達4000余平方米，還可以在2米高海浪的復雜氣象條件下實施水面救援行動，水上應急救援一次可救護50名遇險人員。“鯤龍”AG600 除了像普通飛機在陸上起降外，在任何江河湖泊，只要給它一片長1500米、寬200米、深2.5米的水域，它都能“說走就走”。最大巡航速度500公里/小時，最大航程4500公里，可從中國最北端黑龍江漠河直飛海南三亞，更可以從三亞往返中國最南端的曾母暗沙。“鯤龍”AG600作為當今世界最大一款水陸兩棲飛機，AG600飛機的機身長37米、翼展達38.8米，個頭兒與波音737相當，采用單船身、懸臂上單翼和前三點可收放式起落架布局，選裝4臺渦槳發動機。

飛機發動機的熱效率和推進效率是反映飛機性能的重要指標。發動機的熱效率是指發動機獲得的機械能與燃料完全燃燒產生的內能之比，推進效率是指發動機傳遞給飛機的推進功(推力所做的功)與獲得的機械能之比。

飛機的部分參數如下表所示：

WJ6發動機數量	4臺	M最大起飛質量	53.5t
最大巡航速度	500km/h	發動機巡航推力	4.6×104N
發動機的熱效率	40%	發動機的推進效率	……

(1)如圖所示，機身下部制成“V”形，這樣設計的目的還有______________；機翼設計成如圖所示的截面圖，當飛機水平飛行時，機翼上方空氣速度大，壓強________；

(2) “鯤龍”AG600在水面降落的過程中，重力勢能________，動能________(選填“增大”、“減小”或“不變”)；

(3)若“鯤龍”AG600某次執行任務時該飛機的總質量為48t，總體積約5×103m3。該飛機停在水平地面時，起落架的觸地總面積是1.2m2，對地面的壓強_________Pa；停在水面上時，排開水的體積是_________m3；(g=10N/kg，ρ水=1×103kg/ m3)

(4)若“鯤龍”AG600空載時質量為40t，在水面滑行測試中，“鯤龍”AG600蓄一定質量的水，發動機牽引力的實際總功率為2500kW，飛機在水面上以36km/h的速度勻速滑行了1min，滑行過程中所受阻力為總重的0.5倍，則飛機受到的阻力為_________N，所蓄水的質量為__________t；

(5) “鯤龍”AG600 以最大速度滿載巡航2h，消耗燃油5000kg，燃油完全燃燒獲得的內能是_________J，此過程中發動機的推進效率為__________。(燃油的熱值q=4.6×107J/kg)

Answer 1

【答案】減小阻力 小 減小 減小 4×105 48 2.5×105 10 2.3×1011 50%

【解析】

(1)[1][2]機身下部制成“V”形，這樣設計的目的還有減小阻力的作用；當飛機水平飛行時，機翼上方空氣速度大，根據流體流速與壓強的關系，流速大的地方壓強小，所以機翼上方壓強小。

(2)[3][4]“鯤龍”AG600在水面降落的過程中，質量不變，但高度減小，重力勢能減小；速度減小，動能減小。

(3)[5][6]若“鯤龍”AG600某次執行任務時該飛機的總質量為48t，總體積約5×103m3。該飛機停在水平地面時，起落架的觸地總面積是1.2m2，根據壓強公式可得，對地面的壓強為

停在水面上時，因為處于漂浮狀態，所以浮力等于重力，可以得到此時飛機所受到的浮力為

根據浮力公式可得，此時排開水的體積為

(4)[7][8]根據題意可得，飛機在水面上的速度為

由功率公式可得，飛機受到的牽引力為

因為飛機勻速滑行，所以飛機所受阻力為

根據題意可得

則此時飛機的總重力為

此時飛機的總質量為

則飛機所蓄水的質量為

(5)[9][10]燃油完全燃燒產生的內能為

發動機獲得的機械能為

飛機飛行的路程為

發動機在2h內做的有用功為

此過程中發動機的推進效率為