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背包式飛行器深圳光啟公司生產(chǎn)的一款單人背包式飛行器,是全球首款商業(yè)化、實(shí)用化的個(gè)人立體飛行器,它的外形像一把有扶手和踏板的座椅,由汽油發(fā)動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力,帶動(dòng)兩個(gè)扇形螺旋槳轉(zhuǎn)動(dòng),飛行員通過操縱改變螺旋槳的方向、轉(zhuǎn)速,實(shí)現(xiàn)進(jìn)退、上下、左右及俯仰飛行。發(fā)動(dòng)機(jī)、燃料箱和及飛行員處于升力扇中間及下方,以降低重心,避免噴氣背包在飛行中上下顛倒,撞向地面。
該飛行器采用了無人飛行控制系統(tǒng)、零空速懸停技術(shù),即在空中雙手松開操縱桿之后,飛行器就會(huì)在空中懸停,等待下一步操作:使用與F1賽車相同類型的駕駛艙,可以在撞擊時(shí)保護(hù)飛行員的安全,還配備了彈射降落傘系統(tǒng),如果遇到特殊情況,飛行器無法正常降落時(shí),可以關(guān)閉動(dòng)力源,同時(shí)打開降落傘,利用空氣阻力減小下降速度,從而避免駕駛者快速落地面造成傷害,該飛行器因此躋身當(dāng)今世界上最安全的超輕型飛行器之列。
表一為它的部分技術(shù)參數(shù):
飛行器類型 一級(jí)超輕型 飛行器主要材料 碳纖維
成員數(shù)量 單人飛行 最大承載質(zhì)量 100kg
滿油時(shí)飛行器質(zhì)量 200kg 燃料體積 50L
最大起飛質(zhì)量 300kg 燃料及油品 汽油
為了給飛行器設(shè)計(jì)面積合適的降落傘,研究人員對(duì)降落傘所受阻力與降落傘的傘面面積、下落速度之間的關(guān)系進(jìn)行了探究,他們分別將傘面面積和總重不同的圓形降落傘,從高處下落,測(cè)出最終勻速下落時(shí)的速度(即收尾速度),實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表二所示:
傘面面積S/m2 0.2 0.2 0.4 0.6
傘和物總重G/N 1.6 3.6 12.8 4.8
收尾速度v/m?s-1 2 3 4 2
收尾速度的平方v2/(m?s)2 4 9 16 4
(1)飛行員通過操縱改變螺旋槳的方向、轉(zhuǎn)速,可實(shí)現(xiàn)各種飛行,說明力的作用效果跟力的
方向
方向
大小
大小
有關(guān)。
(2)關(guān)于上述背包式飛行器,下列說法正確的是
A
A
。
A.用碳纖維作為飛行器的主要制作材料,是因?yàn)榭梢詼p小自身重力
B.若不計(jì)空氣阻力,飛行器勻速上升時(shí)的升力大于勻速下降時(shí)的升力
C.遇到特殊情況飛行器無法正常降落時(shí),關(guān)閉動(dòng)力源后慣性會(huì)減小
D.當(dāng)該飛行器在空中啟動(dòng)零空速懸停技術(shù)時(shí),受到的升力就會(huì)突然消失
(3)該飛行器通過兩個(gè)螺旋槳輪動(dòng)可以實(shí)現(xiàn)變向和變速,它的工作原理是利用力的作用是
相互
相互
的,它在月球上
不可以
不可以
(選填“可以”或“不可以”)飛行,該飛行器未裝油時(shí)的質(zhì)量為
164
164
kg。(已知油的密度ρ=0.72×103kg/m3
(4)分析表二數(shù)據(jù)可知:當(dāng)傘面面積一定時(shí),降落傘所受的空氣阻力與
收尾速度的平方
收尾速度的平方
成正比,要使該飛行器的收尾速度不超過5m/s,則降落傘的面積至少為
60
60
m2,請(qǐng)寫出推算過程
勻速時(shí)阻力等于重力,所以由表中數(shù)據(jù)可得,降落傘所受阻力與收尾速度的平方之間的關(guān)系式為f=2Sv2,要使飛行器的收尾速度不超過5m/s,按最大起飛質(zhì)量300kg計(jì)算,最大重力為G=mg=300kg×10N/kg=3000N=f,則降落傘的面積至少為S=
f
2
v
2
=
3000
N
2
×
5
m
/
s
2
=60m2
勻速時(shí)阻力等于重力,所以由表中數(shù)據(jù)可得,降落傘所受阻力與收尾速度的平方之間的關(guān)系式為f=2Sv2,要使飛行器的收尾速度不超過5m/s,按最大起飛質(zhì)量300kg計(jì)算,最大重力為G=mg=300kg×10N/kg=3000N=f,則降落傘的面積至少為S=
f
2
v
2
=
3000
N
2
×
5
m
/
s
2
=60m2

【答案】方向;大??;A;相互;不可以;164;收尾速度的平方;60;勻速時(shí)阻力等于重力,所以由表中數(shù)據(jù)可得,降落傘所受阻力與收尾速度的平方之間的關(guān)系式為f=2Sv2,要使飛行器的收尾速度不超過5m/s,按最大起飛質(zhì)量300kg計(jì)算,最大重力為G=mg=300kg×10N/kg=3000N=f,則降落傘的面積至少為S=
f
2
v
2
=
3000
N
2
×
5
m
/
s
2
=60m2
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布:2024/4/30 13:42:58組卷:314引用:2難度:0.3
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