题目
205.根据机翼升力和阻力计算公式可以得出,通过增大机翼面积来增大升力的同时A. 阻力不变B. 阻力减小C. 阻力也随着增大
205.根据机翼升力和阻力计算公式可以得出,通过增大机翼面积来增大升力的同时
A. 阻力不变
B. 阻力减小
C. 阻力也随着增大
题目解答
答案
C. 阻力也随着增大
解析
考查要点:本题主要考查机翼升力与阻力的关系,特别是机翼面积变化对两者的影响。
解题核心思路:
- 升力公式:升力 $L = \frac{1}{2} \rho v^2 S C_L$,其中 $S$ 是机翼面积,$C_L$ 是升力系数。增大机翼面积 $S$ 会直接增大升力。
- 诱导阻力公式:诱导阻力 $D_{\text{induced}} = \frac{L^2}{\frac{1}{2} \rho v^2 S}$。当 $S$ 增大且升力 $L$ 与 $S$ 成正比时,诱导阻力会随 $S$ 增大而增大。
- 总阻力:总阻力包含诱导阻力和废阻力(如摩擦阻力、压差阻力)。机翼面积增大通常会导致废阻力增加,因此总阻力必然增大。
破题关键点:
- 明确机翼面积对升力和诱导阻力的直接影响。
- 理解总阻力是诱导阻力与废阻力的综合结果,两者均会随面积增大而增加。
升力与机翼面积的关系:
根据升力公式 $L = \frac{1}{2} \rho v^2 S C_L$,在其他条件(如速度 $v$、升力系数 $C_L$)不变时,机翼面积 $S$ 与升力 $L$ 成正比。因此,增大机翼面积可直接增大升力。
诱导阻力与机翼面积的关系:
诱导阻力公式为 $D_{\text{induced}} = \frac{L^2}{\frac{1}{2} \rho v^2 S}$。将升力公式代入得:
$D_{\text{induced}} = \frac{\left(\frac{1}{2} \rho v^2 S C_L\right)^2}{\frac{1}{2} \rho v^2 S} = \frac{1}{2} \rho v^2 S C_L^2$
可见,诱导阻力与机翼面积 $S$ 成正比。因此,增大机翼面积会导致诱导阻力增大。
总阻力的变化:
总阻力包含诱导阻力和废阻力。机翼面积增大时:
- 诱导阻力增加(如上分析)。
- 废阻力增加:更大的机翼面积意味着更大的湿表面积,导致摩擦阻力和压差阻力增大。
综上,总阻力必然随机翼面积增大而增大。