Question

【题目】我国首款大型水陆两栖飞机“鲲龙”AG600如图所示，已知飞机空载质量为41.5t ， 最大巡航速度500km/h ，该飞机蓄满水后总质量53.5t。为检测飞机性能，先后进行了模拟灭火和水面滑行测试。在灭火测试中：飞机盘悬在火场上方150m处将所蓄水分次投下，每次投水200kg，历时20s到达地面。（ 1.0kg /m3，g 10N/ kg）

求：

（1）飞机蓄满水静止在水面上时排开水的体积。

（2）每次投下的水在下落过程中重力做功的平均功率。

（3）在某次水面滑行测试中，蓄有8.5t 水的飞机，在水平面上以10m/s 的速度沿直线匀速滑行了60s，滑行过程中所受阻力为总重的0.5倍，若发动机的效率是 75%，则此时飞机每分钟燃烧掉的燃油是多少千克（燃油的热值q 4.6107J / kg ）？（保留两位小数）

Answer 1

【答案】(1)53.5m3；(2) 1.5×104W；(3)4.35kg

【解析】

(1)因为AG600蓄满水后静止在水面上，所以飞机受到的浮力

F浮=G=mg=53.5×103kg×10N/kg=5.35×105N

由F浮=ρ水gV排可得，排开水的体积

V排==53.5m3

(2)每次投下的水在下落过程中重力做功

W=Gh=m水gh=200kg×10N/kg×150m=3×105J

重力做功的平均功率

P==1.5×104W

(3)飞机受到的阻力

f=0.5G=0.5mg=0.5×(8.5×103kg+41.5×103kg)×10N/kg= 2.5×105N

飞机在水面沿直线匀速滑行时，飞机所受的牵引力

F=f=2.5×105N

飞机滑行的距离

s=vt=10m/s×60s=600m

牵引力做的功

W=Fs=2.5×105N×600m=1.5×108J

燃油燃烧放出的热量

Q放==2×108J

每分钟燃烧掉的燃油的质量

m=≈4.35kg

答：(1)飞机蓄满水静止在水面上时排开水的体积是53.5m3；

(2)每次投下的水在下落过程中重力做功的平均功率是1.5×104W；

(3)此时飞机每分钟燃烧掉的燃油是4.35kg。