单选题
198..关于无地效垂直起飞正确的是
A
逆风起飞,旋翼相对气流速度增大,单位时间内流过旋翼的空气质量增加,旋翼产生的拉力小,则起飞载重量减小。
B
顺风起飞,为了避免尾桨打地,悬停高度较高,地面效应减弱,所以载重量将增大。
C
起飞场地的标高高.气温高,则空气密度小,发动机功率降低,同时,单位时间内流过旋翼的空气质量减小,旋翼效能降低。因此,起飞最大载重量要减小。
答案解析
正确答案:C
解析:
这道题考查的是直升机在无地效垂直起飞(Vertical Takeoff Out of Ground Effect, VTOGE)时,气象条件和风向对飞行性能及载重量的影响。我们需要结合空气动力学原理和发动机工作原理来逐一分析选项。
**1. 分析选项 A:逆风起飞的影响**
* **原理**:当直升机逆风起飞时,旋翼相对于空气的速度(相对气流速度)会增加。根据升力公式 $L = \frac{1}{2} \rho v^2 S C_L$,在转速不变的情况下,相对气流速度 $v$ 增大,会导致单位时间内流过旋翼的空气质量增加,从而产生**更大**的拉力(升力)。
* **结论**:拉力增大意味着直升机能够克服更大的重力,因此**起飞载重量应该增大**,而不是减小。
* **判定**:选项 A 错误。
**2. 分析选项 B:顺风起飞的影响**
* **原理**:顺风起飞时,为了保持相对于地面的位置或避免尾桨触地,飞行员可能需要调整姿态或高度。但关键在于“地面效应减弱”这一描述。地面效应通常在低空(约半个旋翼直径高度内)显著,能提供额外的升力效率。如果悬停高度较高导致地面效应减弱,旋翼需要消耗更多功率来维持悬停,效率降低。
* **结论**:地面效应减弱会导致旋翼效能降低,所需的功率增加,在发动机功率有限的情况下,**可用载重量会减小**,而不是增大。此外,顺风本身也会降低旋翼的相对气流效率(相比无风或逆风),进一步限制性能。
* **判定**:选项 B 错误。
**3. 分析选项 C:标高和气温的影响(密度高度)**
* **原理**:
* **空气密度**:起飞场地标高越高,大气压力越低;气温越高,空气分子运动越剧烈,体积膨胀,密度降低。因此,“标高高、气温高”直接导致**空气密度小**。
* **发动机功率**:大多数直升机使用航空活塞发动机或涡轮轴发动机,其输出功率依赖于进气量。空气密度小意味着进入发动机的氧气质量减少,燃烧效率下降,导致**发动机可用功率降低**。
* **旋翼效能**:旋翼产生的拉力与空气密度成正比($L \propto \rho$)。空气密度小,单位时间内流过旋翼的空气质量减小,导致**旋翼产生的拉力减小**(即旋翼效能降低)。
* **结论**:由于发动机功率降低且旋翼效率下降,直升机能够提供的最大剩余功率用于携带载荷的能力变弱,因此**起飞最大载重量必须减小**以确保安全起飞。
* **判定**:选项 C 正确。
**总结**
无地效垂直起飞对功率要求极高。高温、高海拔(高密度高度)是直升机性能的主要杀手,它们同时降低了发动机输出和旋翼效率,从而严格限制了起飞载重量。逆风有利于提高性能,而顺风和不利的密度条件则会降低性能。
因此,正确答案是 **C**。
相关知识点:
无地效起飞场地温高载重减
题目纠错
AOPA无人机驾驶员理论题
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