241..气温高低,如何影响飞机滑跑距离?

这道题考查的是**气温对空气密度及飞机起飞性能的影响**。以下是详细解析： ### 1. 核心物理原理 * **气温与空气密度的关系**：根据气体状态方程，在气压不变的情况下，**气温越高，空气密度越小**；气温越低，空气密度越大。 * **升力公式**：$L = \frac{1}{2} \rho v^2 S C_L$ * $L$：升力 * $\rho$：空气密度 * $v$：空速 * $S$：机翼面积 * $C_L$：升力系数 * 由此可见，升力与空气密度 $\rho$ 成正比。当空气密度减小时，为了产生相同的升力（即达到离地所需的升力），飞机需要更大的速度 $v$。 * **发动机推力与加速性能**：喷气式或活塞式发动机的推力/功率也依赖于进气量。空气密度小意味着进入发动机的空气质量减少，导致**发动机推力/功率下降**，从而使飞机在滑跑过程中的**加速度减小**（增速变慢）。 ### 2. 选项分析 * **A. 气温高时,空气密度小,飞机增速慢,飞机的离地速度增大,起飞滑跑距离要长** * **气温高 $\rightarrow$ 空气密度小**：正确。 * **增速慢**：正确。因为空气密度小，发动机效率降低，推力减小，同时螺旋桨效率（如有）也降低，导致加速度变小。 * **离地速度增大**：正确。这里的“离地速度”通常指**真空速（TAS）**或地速。由于空气密度小，机翼产生的升力效率低，飞机必须加速到更高的真实空速才能产生足够的升力以克服重力离地。 * **滑跑距离长**：正确。加速度小且需要达到的速度更高，根据运动学公式 $s = \frac{v^2}{2a}$，分子变大（$v$ 增大），分母变小（$a$ 减小），导致滑跑距离 $s$ 显著增加。 * **结论：该选项逻辑完全正确。** * **B. 气温低时,空气密度小,飞机增速快,飞机升力减小,起飞滑跑距离要长** * **错误点**：“气温低时，空气密度小”是错误的。气温低时，空气收缩，密度应该**大**。 * 后续推导基于错误的前提，因此整个选项错误。实际上，气温低时空气密度大，发动机性能好，升力效率高，起飞滑跑距离会**变短**。 * **C. 气温高时,空气密度大,飞机增速快,飞机升力增大,起飞滑跑距离要短** * **错误点**：“气温高时，空气密度大”是错误的。气温高时，空气膨胀，密度应该**小**。 * 后续推导基于错误的前提，因此整个选项错误。 ### 3. 总结 高温天气会导致“高密度高度”效应，表现为： 1. 空气稀薄，发动机推力下降，加速慢。 2. 机翼升力效率降低，需要更高的速度才能离地。 3. 最终结果是**起飞滑跑距离显著延长**。 因此，正确答案是 **A**。