Question

【题目】我国自主研制的第三代常规动力潜艇具备先进的通讯设备、武器、导航等系统和隐蔽性强，噪声低、安全可靠等优异性能，主要技术参数如下表（海水的密度近似为1.0×103kg/m，g=10N/kg）。

排水量	水上2250吨，水下3000吨	最大潜水深度	300m
最大航速	水上30km/h，水下36km/h	最大输出功率（水下）	3000kW

求：(1)潜艇在水上航行时受到的浮力是多少？在水下行驶时排开水的体积是多少？

(2)潜艇在水下以最大输出功率匀速行驶1h，发动机输出的能量是多少？若发动机以最大输出功率工作时螺旋桨推进器效率为80％，潜艇以最大航速匀速行驶时受到水的平均阻力f是多少？

Answer 1

【答案】（1）2.25×107N；3000m3（2）1.08×1010J：2.4×105N

【解析】

（1）因为潜艇在水上航行时，排水量为2250t，

所以潜艇在水上航行时受到的浮力是：F浮=G排上=m排上g=2250=2.25N，因为在水下行驶时，排水量为3000t，所以在水下行驶时排开水的体积是：V排下=3000；

（2）最大输出功率为3000kW=3，

所以潜艇在水下以最大输出功率匀速行驶1h，发动机输出的能量是：

W=Pt=3W3600s=1.08J.

若发动机以最大输出功率工作时螺旋桨推进器效率为80%，

所以螺旋桨推进器的功率为：=803W=2.4W,

所以，根据公式P=可得，此时螺旋桨推进器的推动力为：
F=2.4N,因为潜艇以最大航速匀速行驶，所以受到水的平均阻力为：

f=F=2.4N.