Потребуется ли более легкому самолету такое же количество энергии, как и более тяжелому, чтобы лететь с той же скоростью?

У меня возник вопрос:

Если самолет A идентичен самолету B, за исключением того, что вес самолета B больше на 200 кг. Какие из следующих утверждений верны?

Ответ, который я выбрал, был неправильным:

Самолету А потребуется меньше энергии, чтобы лететь с той же скоростью, что и самолету Б.

Я представлял себе, что с меньшим весом уменьшенный угол атаки приведет к меньшему сопротивлению и, следовательно, к меньшей мощности? Сможет ли кто-нибудь «облегчить» меня этим?

Спасибо за отзыв, возможно, это просто опечатка.
4 возможных варианта, где:
1) Самолету А потребуется меньшая мощность, чтобы лететь с той же скоростью, что и самолету В
2) Самолету А потребуется такая же мощность, чтобы лететь на такая же скорость, как у самолета B
3) Самолет B будет иметь худшие характеристики набора высоты
4) Самолету B потребуется более длинная взлетно-посадочная полоса для посадки

Ваш ответ верен, если оба самолета летят с минимальной скоростью лобового сопротивления или выше на рассматриваемой скорости.
Похоже, ваш выбор был правильным, и есть экзаменационная опечатка, но обычно вопросы с несколькими предположениями (э-э... выбор) включают как минимум 4 варианта ответа. Если можете, отредактируйте свой пост, чтобы перечислить все варианты. Они всегда построены так, что есть правильный и почти правильный, а остальные заведомо неправильные. Они предназначены для того, чтобы заставить вас тщательно обдумать вопрос, чтобы выбрать правильный из почти правильного, и если вы не можете этого сделать из-за того, что недостаточно хорошо знаете материал, скорее всего, вы выберете неправильный вопрос.
Я считаю, что это, вероятно, ошибка в тесте. На любой скорости, выше или ниже скорости минимального сопротивления, чем тяжелее полная масса при той же скорости, тем выше угол атаки и, следовательно, индуктивное сопротивление. Сопротивление формы, поскольку самолеты идентичны по форме, будет идентичным, за исключением очень небольшой разницы, поскольку фронтальное представление может незначительно отличаться из-за более высокого угла атаки. Какой был "правильный" ответ? Какие были другие варианты?
Я не уверен, что все включено в «идентичное», но для правильного сравнения этих двух значений необходимо включить компьютерную графику. Если они полностью идентичны, включая ЦТ, то более тяжелый самолет потребует больше мощности, сожжет больше топлива. Однако, если у более легкого самолета ЦТ выше переднего предела, а у более тяжелого самолета ЦТ выше заднего предела, более легкий самолет может сжечь больше топлива, если это самолет того типа, который мы обычно считаем обычным. т.е. хвост обеспечивает направленную вниз силу, чтобы уравновесить подъемную силу крыла.
Вопрос спрашивает: «Какие из следующих утверждений верны?» Примечание: утверждения, а не утверждения. Возможно ли, что в списке было другое верное утверждение, а вы были отмечены как неправильные, потому что не выбрали оба верных утверждения?
@CptReynolds: Нет, даже ниже минимальной скорости сопротивления более легкому самолету требуется меньше энергии.
@PeterKämpf Я думаю, вы правы, и я, должно быть, не совсем проснулся, когда публиковал.

Ответы (2)

Ты прав. Более тяжелый самолет требует большей мощности. За одним исключением.

Мощность, необходимая для удержания самолета в воздухе, является произведением скорости полета и сопротивления. При полете с одинаковой скоростью сопротивление обоих самолетов имеет решающее значение для ответа на вопрос. Поскольку оба имеют одинаковую геометрию, можно с уверенностью предположить, что оба имеют примерно одинаковое трение и паразитное сопротивление. Но более тяжелый самолет должен летать с более высоким коэффициентом подъемной силы, чтобы нести большую массу, поэтому он будет создавать большее индуктивное сопротивление .

Единственным исключением являются случаи, когда оба самолета имеют сильно ламинарный аэродинамический профиль с ярко выраженным аэродинамическим сопротивлением . Если скорость полета выбрана такой, что более тяжелый самолет все еще будет лететь в пределах этой области сопротивления, а более легкий самолет будет лететь с коэффициентом подъемной силы ниже нижней границы этой области сопротивления, разница в сопротивлении трения может быть выше, чем разница в индуктивном сопротивлении. сопротивление (которое мало на высокой скорости). Но это исключение должно быть четко указано в вопросе.

Чтобы полностью судить о правильности теста, пожалуйста, предоставьте все ответы. Как предполагает @David K, ваша ошибка могла заключаться в том, что вы не выбрали все правильные ответы.

Спасибо за это! Да, вот варианты, и можно выбрать несколько ответов. Я выбрал A, C и D.. так что, возможно, это просто опечатка! a) Самолету A потребуется меньшая мощность для полета с той же скоростью, что и самолету B b) Самолету A потребуется такая же мощность для полета с той же скоростью, что и самолету B c) Самолет B будет иметь худшие характеристики набора высоты d) Самолету B потребуется более длинная взлетно-посадочная полоса для посадки
@Jesse: я согласен с вашим выбором ответов.

При постоянной скорости силы тяги и сопротивления равны. Поскольку F=m*a, отношение между ускорениями, вызванными этими силами, одинаково независимо от массы. Следовательно, они выравниваются при той же скорости (сопротивление зависит от скорости) - больше не требуется тяги, чтобы противодействовать замедлению из-за сопротивления.

Может быть, мой почти 80-летний мозг не работает должным образом, но я не понимаю, как это отвечает на вопрос. И, если вы, по сути, говорите, что 747-й в крейсерском режиме на скорости 0,86 Маха и 700 000 фунтов не сжигает больше топлива (больше мощности), чем 600 000 фунтов на той же скорости, уверяю вас, это неверно.
Потребуется ли более легкому самолету такое же количество энергии, как и более тяжелому, чтобы лететь с той же скоростью?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v