题目
[单选] 如果飞机的载荷系数不超过2,则盘旋允许的最大坡度[1]是()。A. 15°B. 30°C. 45°D. 60°
[单选] 如果飞机的载荷系数不超过2,则盘旋允许的最大坡度[1]是()。
A. 15°
B. 30°
C. 45°
D. 60°
题目解答
答案
D. 60°
解析
本题考查飞机盘旋时载荷系数与坡度的关系。关键在于理解载荷系数的定义以及盘旋飞行中升力的分解。当飞机盘旋时,升力需要同时克服重力并提供向心力,导致载荷系数增加。载荷系数不超过2的条件对应最大坡度角,此时升力达到临界状态。解题核心是建立载荷系数与坡度的数学关系式。
核心公式推导
- 载荷系数定义:载荷系数 $n = \frac{L}{mg}$,其中 $L$ 是升力,$mg$ 是飞机重力。
- 盘旋飞行中升力的分解:
- 竖直方向平衡:$L \cos\theta = mg$(升力的竖直分量平衡重力)。
- 水平方向提供向心力:$L \sin\theta = \frac{mv^2}{r}$(升力的水平分量为向心力)。
- 联立公式:由竖直方向平衡得 $L = \frac{mg}{\cos\theta}$,代入载荷系数公式得:
$n = \frac{L}{mg} = \frac{1}{\cos\theta}$
最大坡度计算
当载荷系数 $n \leq 2$ 时,取最大值 $n = 2$:
$\cos\theta = \frac{1}{n} = \frac{1}{2}$
解得:
$\theta = \arccos\left(\frac{1}{2}\right) = 60^\circ$