单选题
下列选项中气温对飞机平飞最大速度的影响说法正确的是( )。
A
气温低时,空气密度大,飞机发动机的推力增大,平飞最大速度增加
B
气温低时,空气密度大,空气的阻力增加,平飞最大速度减小
C
气温高时,空气密度小,空气的阻力增减小,平飞最大速度增加
D
气温高时,空气密度大,空气的阻力增加,最大平飞速度减小
答案解析
正确答案:A
解析:
这道题考查的是**大气温度对飞机性能(特别是平飞最大速度)的影响**。我们需要从空气密度、发动机推力以及空气阻力这三个核心要素之间的逻辑关系进行分析。
### 核心原理解析
1. **气温与空气密度的关系**:
根据理想气体状态方程,在气压一定的情况下,**气温越低,空气密度越大**;气温越高,空气密度越小。
* 排除选项 D:D 选项称“气温高时,空气密度大”,这违背了基本物理常识,故直接排除。
2. **空气密度对发动机推力的影响**:
飞机的喷气式或活塞式发动机需要吸入空气进行燃烧做功。**空气密度越大,单位时间内进入发动机的空气质量越多**,燃烧产生的能量就越大,从而使得**发动机产生的推力增大**。
* 反之,气温高 -> 密度小 -> 进气量少 -> 推力减小。
3. **空气密度对阻力的影响及最终结果**:
虽然空气密度增大确实会导致相同速度下的空气阻力增加(阻力公式 $D = \frac{1}{2} \rho v^2 S C_D$,其中 $\rho$ 为密度),但在决定**平飞最大速度**时,**发动机推力的变化通常占主导地位**(尤其是在非超音速飞行范围内)。
* **低温情况**:空气密度大 $\rightarrow$ 发动机推力显著增大。虽然阻力也随密度增加,但推力的增益足以克服阻力的增加,并支持飞机达到更高的平衡速度。因此,**平飞最大速度增加**。
* **高温情况**:空气密度小 $\rightarrow$ 发动机推力显著下降。尽管阻力减小,但推力不足限制了飞机能达到的最高速度。因此,**平飞最大速度减小**。
### 选项逐一分析
* **A. 气温低时,空气密度大,飞机发动机的推力增大,平飞最大速度增加**
* **正确**。逻辑链条完整且符合航空动力学原理:低温 $\rightarrow$ 高密度 $\rightarrow$ 高推力 $\rightarrow$ 最大速度提升。
* **B. 气温低时,空气密度大,空气的阻力增加,平飞最大速度减小**
* **错误**。虽然低温下阻力系数不变但密度大导致同速阻力变大,但忽略了**推力增大**这一更关键的因素。实际上,推力的增加幅度通常大于阻力的负面影响,使得最大速度是增加的,而非减小。
* **C. 气温高时,空气密度小,空气的阻力增减小,平飞最大速度增加**
* **错误**。前半句“阻力减小”是对的,但结论错误。因为高温导致空气密度小,发动机进气量不足,**推力大幅下降**,这种推力损失对最大速度的限制作用远大于阻力减小带来的好处,所以最大速度是**减小**的。
* **D. 气温高时,空气密度大,空气的阻力增加,最大平飞速度减小**
* **错误**。前提错误,“气温高时,空气密度大”说法错误,应为密度小。
### 结论
综上所述,气温低时,空气密度大,有利于发动机产生更大推力,从而使飞机的平飞最大速度增加。
正确答案是 **A**。
相关知识点:
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