Question

【题目】2018年8月30日，我国水陆两栖飞机“鲲龙”AG600试飞机组进行了首次下水滑行.“鲲龙”AG600机身总长37m，翼展超过机身长度最宽处达到38.8m，整个飞机高12m.空载时的总质量为42t，最大起飞重量53.5t，空中巡航时速500公里，最大航程超过5000公里.轮胎与跑道的总接触面积为0.6m2为世界上最大的一款水陆两用飞机，可以在陆地和水面上起降.据报道这架水陆两栖运输机主要是用于消防和水上救援，能在20秒内吸满12t水，水上应急救援一次可救护50名遇险人员.（g=10N/kg）求：

（1）飞机空载时静止在水平跑道上，对跑道的压力和压强.

（2）飞机静止在水面上时受到的最大浮力及排开水的体积.

（3）舱底某处距水面1.5m，水对该处产生的压强.

（4）若飞机在空中飞行时获得1.6×105N的水平推力，以巡航时速沿水平方向匀速航行1h，需要完全燃烧热值为4×107J/kg的航空煤油4000kg．则1h内飞机在空中飞行的距离及发动机的效率.

Answer 1

【答案】（1）4.2×105N；7×105Pa（2）5.35×105N；53.5m3（3）1.5×104Pa（4）50%

【解析】

（1）飞机空载时静止对跑道的压力F=G=mg=42×1000kg×10N/kg=4.2×105N，对跑道的压强p===7×105Pa；

（2）漂浮的物体受到的浮力等于物体的重力，所以飞机受到的最大浮力：F浮=G最大=m最大g=53.5×1000kg×10N/kg=5.35×105N；飞机排开水的体积V排===53.5m3；

（3）水产生的压强p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×1.5m=1.5×104Pa；

（4）1h内飞机在空中飞行的距离为：s=vt=500km/h×1h=500km=5×105m；水平推力做的有用功为：W有=Fs=1.6×105N×5×105m=8×1010J，完全燃烧热值为4×107J/kg的航空煤油4000kg放出的热量为：Q放=mq=4000kg×4×107J/kg=1.6×1011J，所以发动机的效率为：η=×100%=×100%=50%。