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CAAC无人机理论题库2024.09(修订版)
1,368
单选题

319.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旋翼空气动力学的基本原理,特别是旋翼直径与拉力、诱导速度及桨盘载荷之间的关系。我们需要逐一分析各个选项的物理逻辑,找出说法错误的一项。 **1. 分析选项 A:旋翼直径越大则拉力越大** * **推导**:根据动量理论,旋翼产生的拉力 $T$ 与旋翼桨盘面积 $A$(即与直径 $D$ 的平方成正比)以及诱导速度有关。在相同的功率输入或相同的桨叶迎角、转速条件下,增大旋翼直径意味着增大了扫掠面积。更大的面积可以推动更多的空气向下运动,从而在相同或更低的诱导速度下产生更大的拉力。或者从另一个角度看,为了维持悬停,大直径旋翼通常能更高效地产生拉力。因此,在其他条件(如转速、桨距等)适宜或相同的情况下,直径越大,潜在的最大拉力或同等工况下的拉力通常越大。 * **结论**:该说法在一般工程理解上是合理的(或者说相比B选项,它不是明显的错误)。 **2. 分析选项 B:旋翼直径越大则悬停诱导速度越大** * **推导**:这是本题的关键点。根据悬停状态下的动量理论,诱导速度 $v_i$ 的计算公式为: $$ v_i = \sqrt{\frac{T}{2\rho A}} $$ 其中: * $T$ 是拉力(在悬停时等于直升机重力 $G$) * $\rho$ 是空气密度 * $A$ 是旋翼桨盘面积,$A = \pi (\frac{D}{2})^2 = \frac{\pi D^2}{4}$ 将面积公式代入诱导速度公式: $$ v_i = \sqrt{\frac{G}{2\rho \cdot \frac{\pi D^2}{4}}} = \sqrt{\frac{2G}{\pi \rho D^2}} $$ 从公式可以看出,**诱导速度 $v_i$ 与旋翼直径 $D$ 成反比**。也就是说,在悬停重量(拉力)不变的情况下,**旋翼直径越大,桨盘面积越大,排开的空气质量越多,所需的诱导速度反而越小**。这也是为什么重型直升机往往拥有巨大旋翼的原因——通过降低诱导速度来提高悬停效率,减少诱导功率消耗(诱导功率 $P_i = T \cdot v_i$)。 * **结论**:选项 B 声称“直径越大则悬停诱导速度越大”,这与物理定律完全相反。因此,**该说法是错误的**。 **3. 分析选项 C:旋翼直径越大则桨盘载荷越小** * **推导**: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),公式为: $$ DL = \frac{T}{A} = \frac{G}{\frac{\pi D^2}{4}} = \frac{4G}{\pi D^2} $$ 由此可见,**桨盘载荷与旋翼直径的平方成反比**。当直升机重量一定时,旋翼直径 $D$ 越大,分母越大,桨盘载荷 $DL$ 就越小。 * **结论**:该说法是正确的。 **总结:** * A 项描述符合一般规律。 * B 项违背了动量理论,直径越大,诱导速度应越小。 * C 项符合桨盘载荷的定义公式。 题目要求选出**说法错误**的一项,故正确答案为 **B**。

相关知识点:

旋翼直径大悬停诱导速度小错误

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