Question

【題目】2018年8月30日，我國水陸兩棲飛機“鯤龍”AG600試飛機組進行了首次下水滑行.“鯤龍”AG600機身總長37m，翼展超過機身長度最寬處達到38.8m，整個飛機高12m.空載時的總質量為42t，最大起飛重量53.5t，空中巡航時速500公里，最大航程超過5000公里.輪胎與跑道的總接觸面積為0.6m2為世界上最大的一款水陸兩用飛機，可以在陸地和水面上起降.據報道這架水陸兩棲運輸機主要是用于消防和水上救援，能在20秒內吸滿12t水，水上應急救援一次可救護50名遇險人員.（g=10N/kg）求：

（1）飛機空載時靜止在水平跑道上，對跑道的壓力和壓強.

（2）飛機靜止在水面上時受到的最大浮力及排開水的體積.

（3）艙底某處距水面1.5m，水對該處產生的壓強.

（4）若飛機在空中飛行時獲得1.6×105N的水平推力，以巡航時速沿水平方向勻速航行1h，需要完全燃燒熱值為4×107J/kg的航空煤油4000kg．則1h內飛機在空中飛行的距離及發動機的效率.

Answer 1

【答案】（1）4.2×105N；7×105Pa（2）5.35×105N；53.5m3（3）1.5×104Pa（4）50%

【解析】

（1）飛機空載時靜止對跑道的壓力F=G=mg=42×1000kg×10N/kg=4.2×105N，對跑道的壓強p===7×105Pa；

（2）漂浮的物體受到的浮力等于物體的重力，所以飛機受到的最大浮力：F浮=G最大=m最大g=53.5×1000kg×10N/kg=5.35×105N；飛機排開水的體積V排===53.5m3；

（3）水產生的壓強p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×1.5m=1.5×104Pa；

（4）1h內飛機在空中飛行的距離為：s=vt=500km/h×1h=500km=5×105m；水平推力做的有用功為：W有=Fs=1.6×105N×5×105m=8×1010J，完全燃燒熱值為4×107J/kg的航空煤油4000kg放出的熱量為：Q放=mq=4000kg×4×107J/kg=1.6×1011J，所以發動機的效率為：η=×100%=×100%=50%。