Question

【題目】我國(guó)自主研制的新一代戰(zhàn)斗機(jī)，它具備超音速巡航、電磁隱身、超機(jī)動(dòng)性、超視距攻擊等優(yōu)異性能，該飛機(jī)最大起飛質(zhì)量為37t，最大飛行高度達(dá)20000m，最大航行速度達(dá)2.5倍聲速(合3060km/h)，最大載油量為10t，飛機(jī)航行時(shí)所受阻力的大小與速度的關(guān)系見下表：

速度v/（m/s）	100	200	300	400	500
阻力f/N	0.3×104	1.2×104	2.7×104	4.8×104	7.5×104

已知飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)燃油完全燃燒的能量轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率是36%，飛機(jī)使用的航空燃油的熱值為5×107J/kg．求：

(1)完全燃燒10t燃油放出的熱量是多少？

(2)當(dāng)飛機(jī)以400m/s的速度巡航時(shí)，飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率是多少千瓦？

(3)若在飛機(jī)油箱中加滿燃油，并且以500m/s的速度巡航時(shí)，飛機(jī)的最大航程是多少千米？

Answer 1

【答案】(1)5×1011J (2)1.92×107W(3)2.4×103km

【解析】

(1)燃油完全燃燒放出的熱量：

Q=mq=1×104kg×5×107J/kg=5×1011J；

(2)由表中數(shù)據(jù)可知,飛機(jī)以400m/s的速度巡航時(shí),所受阻力為4.8×104N，則飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率：

P =Fv=4.8×104N×400m/s=1.92×107W=1.92×104kW，

(3)由(1)可知Q=5×1011J；

已知飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)燃油完全燃燒的能量轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率是36%，

則有用功：

W=36%×Q=36%×5×1011J=1.8×1011J，

根據(jù)表格查出500m/s時(shí)的阻力為7.5×104N，

則由W=fs=F，可得：

s==2.4×106m=2.4×103km。

答：(1)飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)完全燃燒10t燃油獲得的能量是5×1011J；

(2)當(dāng)飛機(jī)以400m/s的速度勻速巡航時(shí),飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率是1.92×104kW，

(3)若在飛機(jī)油箱中加滿燃油,并且以500m/s的速度巡航時(shí),飛機(jī)的最大航程約是2.4×103km。