Question

【题目】我国自主研制的新一代战斗机，它具备超音速巡航、电磁隐身、超机动性、超视距攻击等优异性能，该飞机最大起飞质量为37t，最大飞行高度达20000m，最大航行速度达2.5倍声速(合3060km/h)，最大载油量为10t，飞机航行时所受阻力的大小与速度的关系见下表：

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

已知飞机发动机燃油完全燃烧的能量转化为机械能的效率是36%，飞机使用的航空燃油的热值为5×107J/kg．求：

(1)完全燃烧10t燃油放出的热量是多少？

(2)当飞机以400m/s的速度巡航时，飞机发动机的输出功率是多少千瓦？

(3)若在飞机油箱中加满燃油，并且以500m/s的速度巡航时，飞机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)燃油完全燃烧放出的热量：

Q=mq=1×104kg×5×107J/kg=5×1011J；

(2)由表中数据可知,飞机以400m/s的速度巡航时,所受阻力为4.8×104N，则飞机发动机的输出功率：

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

(3)由(1)可知Q=5×1011J；

已知飞机发动机燃油完全燃烧的能量转化为机械能的效率是36%，

则有用功：

W=36%×Q=36%×5×1011J=1.8×1011J，

根据表格查出500m/s时的阻力为7.5×104N，

则由W=fs=F，可得：

s==2.4×106m=2.4×103km。

答：(1)飞机发动机完全燃烧10t燃油获得的能量是5×1011J；

(2)当飞机以400m/s的速度匀速巡航时,飞机发动机的输出功率是1.92×104kW，

(3)若在飞机油箱中加满燃油,并且以500m/s的速度巡航时,飞机的最大航程约是2.4×103km。