题目
飞机在对流层中匀速爬升时,随着飞行高度的增加,飞机飞行马赫数( )A. 保持不变B. 逐渐增加C. 逐渐减小
飞机在对流层中匀速爬升时,随着飞行高度的增加,飞机飞行马赫数( )
A. 保持不变
B. 逐渐增加
C. 逐渐减小
题目解答
答案
B. 逐渐增加
解析
本题考查的知识点是马赫数的概念以及对流层中空气物理性质随高度的变化规律。解题的关键在于明确马赫数的计算公式,以及了解对流层中声速随高度的变化情况,进而分析飞机飞行马赫数随高度的变化。
- 首先明确马赫数的定义:马赫数 $Ma$ 是飞机飞行速度 $v$ 与当地声速 $c$ 的比值,其计算公式为 $Ma=\frac{v}{c}$。
- 接着分析题目条件:已知飞机在对流层中匀速爬升,这意味着飞机的飞行速度 $v$ 保持不变。
- 然后考虑对流层中声速的变化规律:在对流层中,随着高度的增加,空气温度逐渐降低。而声速 $c$ 与空气温度 $T$ 有关,声速的计算公式为 $c = \sqrt{\gamma RT}$,其中 $\gamma$ 是空气的绝热指数(对于空气,$\gamma\approx1.4$),$R$ 是空气的气体常数($R = 287\mathrm{J}/(\mathrm{kg}\cdot\mathrm{K})$)。由于温度 $T$ 随高度增加而降低,所以声速 $c$ 也会随高度增加而减小。
- 最后分析马赫数的变化:因为飞机飞行速度 $v$ 不变,声速 $c$ 随高度增加而减小,根据马赫数公式 $Ma=\frac{v}{c}$,当分子 $v$ 不变,分母 $c$ 减小时,分数值 $Ma$ 会逐渐增大。