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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)飛行員通過操縱改變螺旋槳的方向、轉(zhuǎn)速,可實(shí)現(xiàn)各種飛行,說明力的作用效果跟力的
和
有關(guān)。
(2)關(guān)于上述背包式飛行器,下列說法正確的是
。
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
的,它在月球上
(選填“可以”或“不可以”)飛行,該飛行器未裝油時(shí)的質(zhì)量為
kg。(已知油的密度ρ
油=0.72×10
3kg/m
3)
(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
成正比,要使該飛行器的收尾速度不超過5m/s,則降落傘的面積至少為
m
2,請(qǐng)寫出推算過程
。