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AOPA无人机驾驶员理论题
883
单选题

135..下列说法错误的是(没有提到的条件则视为相同):

A
 旋翼直径越大则拉力越大
B
 旋翼直径越大则悬停诱导速度越大
C
 旋翼直径越大则桨盘载荷越小

答案解析

正确答案:B

解析:

这道题考查的是直升机或旋翼飞行器在悬停状态下的空气动力学基本原理。我们需要分析旋翼直径变化对拉力、诱导速度和桨盘载荷的影响。 **1. 分析选项 A:旋翼直径越大则拉力越大** * **解析**:根据动量理论,旋翼产生的拉力 $T$ 与旋翼扫掠面积(即直径的平方)以及诱导速度有关。在相同的功率输入或相同的转速和桨距角条件下,增大旋翼直径意味着增加了作用空气的面积。通常情况下,更大的旋翼能够推动更多的空气质量,从而在相同的工作状态下产生更大的拉力,或者在产生相同拉力时效率更高。虽然严格来说拉力还取决于转速和桨距,但在一般比较语境下,大直径旋翼具备产生更大拉力的潜力和能力(特别是在保持其他几何相似性和转速不变时,拉力随直径增加而显著增加)。因此,该说法在一般工程直觉和对比中通常被认为是合理的描述,或者说不是本题中最明显的错误项。 **2. 分析选项 B:旋翼直径越大则悬停诱导速度越大** * **解析**:这是**错误**的说法。 根据悬停诱导速度公式: $$ v_i = \sqrt{\frac{T}{2 \rho A}} $$ 其中: * $v_i$ 是诱导速度 * $T$ 是拉力 * $\rho$ 是空气密度 * $A$ 是旋翼桨盘面积 ($A = \pi R^2 = \pi (\frac{D}{2})^2$) 假设拉力 $T$ 保持不变(例如维持同一架飞机悬停),当旋翼直径 $D$ 增大时,桨盘面积 $A$ 会显著增大(与直径的平方成正比)。从公式可以看出,分母变大,导致诱导速度 $v_i$ **减小**。 物理意义解释:大直径旋翼通过推动更大体积的空气以较小的速度向下加速来产生相同的升力,这比小直径旋翼推动少量空气以高速向下加速更有效率(诱导功率损失更小)。因此,旋翼直径越大,悬停诱导速度越**小**。 **3. 分析选项 C:旋翼直径越大则桨盘载荷越小** * **解析**:这是正确的说法。 桨盘载荷(Disk Loading, $DL$)定义为单位桨盘面积所承受的拉力(或重量): $$ DL = \frac{T}{A} $$ 同样假设拉力 $T$ 不变,当旋翼直径 $D$ 增大时,桨盘面积 $A$ 增大。分母增大,分数值减小。因此,旋翼直径越大,桨盘载荷越小。低桨盘载荷通常意味着更高的悬停效率和更低的诱导速度。 **结论:** * 选项 A 描述了大直径旋翼的一般特性(或在特定条件下成立)。 * 选项 C 正确描述了直径与桨盘载荷的反比关系。 * 选项 B 错误地认为直径越大诱导速度越大,实际上直径越大,诱导速度越小。 因此,错误的说法是 **B**。

相关知识点:

旋翼直径与参数关系记

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