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背包式飛行器深圳光啟公司生產(chǎn)的一款單人背包式飛行器，是全球首款商業(yè)化、實(shí)用化的個(gè)人立體飛行器，它的外形像一把有扶手和踏板的座椅，由汽油發(fā)動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力，帶動(dòng)兩個(gè)扇形螺旋槳轉(zhuǎn)動(dòng)，飛行員通過(guò)操縱改變螺旋槳的方向、轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)進(jìn)退、上下、左右及俯仰飛行。發(fā)動(dòng)機(jī)、燃料箱和及飛行員處于升力扇中間及下方，以降低重心，避免噴氣背包在飛行中上下顛倒，撞向地面。
該飛行器采用了無(wú)人飛行控制系統(tǒng)、零空速懸停技術(shù)，即在空中雙手松開操縱桿之后，飛行器就會(huì)在空中懸停，等待下一步操作：使用與F1賽車相同類型的駕駛艙，可以在撞擊時(shí)保護(hù)飛行員的安全，還配備了彈射降落傘系統(tǒng)，如果遇到特殊情況，飛行器無(wú)法正常降落時(shí)，可以關(guān)閉動(dòng)力源，同時(shí)打開降落傘，利用空氣阻力減小下降速度，從而避免駕駛者快速落地面造成傷害，該飛行器因此躋身當(dāng)今世界上最安全的超輕型飛行器之列。
表一為它的部分技術(shù)參數(shù)：

飛行器類型	一級(jí)超輕型	飛行器主要材料	碳纖維
成員數(shù)量	單人飛行	最大承載質(zhì)量	100kg
滿油時(shí)飛行器質(zhì)量	200kg	燃料體積	50L
最大起飛質(zhì)量	300kg	燃料及油品	汽油

為了給飛行器設(shè)計(jì)面積合適的降落傘，研究人員對(duì)降落傘所受阻力與降落傘的傘面面積、下落速度之間的關(guān)系進(jìn)行了探究，他們分別將傘面面積和總重不同的圓形降落傘，從高處下落，測(cè)出最終勻速下落時(shí)的速度（即收尾速度），實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表二所示：

傘面面積S/m2	0.2	0.2	0.4	0.6
傘和物總重G/N	1.6	3.6	12.8	4.8
收尾速度v/m?s-1	2	3	4	2
收尾速度的平方v2/（m?s）2	4	9	16	4

（1）飛行員通過(guò)操縱改變螺旋槳的方向、轉(zhuǎn)速，可實(shí)現(xiàn)各種飛行，說(shuō)明力的作用效果跟力的

方向

方向

和

大小

大小

有關(guān)。
（2）關(guān)于上述背包式飛行器，下列說(shuō)法正確的是

A

A

。
A.用碳纖維作為飛行器的主要制作材料，是因?yàn)榭梢詼p小自身重力
B.若不計(jì)空氣阻力，飛行器勻速上升時(shí)的升力大于勻速下降時(shí)的升力
C.遇到特殊情況飛行器無(wú)法正常降落時(shí)，關(guān)閉動(dòng)力源后慣性會(huì)減小
D.當(dāng)該飛行器在空中啟動(dòng)零空速懸停技術(shù)時(shí)，受到的升力就會(huì)突然消失
（3）該飛行器通過(guò)兩個(gè)螺旋槳輪動(dòng)可以實(shí)現(xiàn)變向和變速，它的工作原理是利用力的作用是

相互

相互

的，它在月球上

不可以

不可以

（選填“可以”或“不可以”）飛行，該飛行器未裝油時(shí)的質(zhì)量為

164

164

kg。（已知油的密度ρ_油=0.72×10³kg/m³）
（4）分析表二數(shù)據(jù)可知：當(dāng)傘面面積一定時(shí)，降落傘所受的空氣阻力與

收尾速度的平方

收尾速度的平方

成正比，要使該飛行器的收尾速度不超過(guò)5m/s,則降落傘的面積至少為

60

60

m²，請(qǐng)寫出推算過(guò)程

勻速時(shí)阻力等于重力，所以由表中數(shù)據(jù)可得，降落傘所受阻力與收尾速度的平方之間的關(guān)系式為f=2Sv²，要使飛行器的收尾速度不超過(guò)5m/s,按最大起飛質(zhì)量300kg計(jì)算，最大重力為G_大=m_大g=300kg×10N/kg=3000N=f,則降落傘的面積至少為S=

f

2

v

2

=

3000

N

2

×

（

5

m

/

s

）

2

=60m²

勻速時(shí)阻力等于重力，所以由表中數(shù)據(jù)可得，降落傘所受阻力與收尾速度的平方之間的關(guān)系式為f=2Sv²，要使飛行器的收尾速度不超過(guò)5m/s,按最大起飛質(zhì)量300kg計(jì)算，最大重力為G_大=m_大g=300kg×10N/kg=3000N=f,則降落傘的面積至少為S=

f

2

v

2

=

3000

N

2

×

（

5

m

/

s

）

2

=60m²

。