Question

【題目】閱讀短文，回答下列問題：

噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)

隨著航空和航天事業(yè)的發(fā)展，普通的內(nèi)燃機(jī)已經(jīng)不能提供足夠的動(dòng)力，人們迫切需要大功率的發(fā)動(dòng)機(jī)以提高飛行器的飛行速度，因此噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)就應(yīng)運(yùn)而生。

噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)是指靠噴管高速噴出的氣流直接產(chǎn)生反作用推力的發(fā)動(dòng)機(jī)。廣泛用作飛行器的動(dòng)力裝置。按燃料燃燒時(shí)所需要的來(lái)源，可分為二大類：一類是火箭發(fā)動(dòng)機(jī)，另一類是空氣噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)。火箭發(fā)動(dòng)機(jī)根據(jù)采用的推進(jìn)劑又分為固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)和液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)。空氣噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)分為無(wú)壓氣機(jī)式和有壓氣機(jī)式二種；無(wú)壓氣機(jī)式空氣噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)分為沖壓式和脈動(dòng)式，有壓式空氣噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)分為渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)、渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)、渦輪螺旋槳發(fā)動(dòng)機(jī)。

如圖甲為渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)使壓縮縮后的混合氣體在燃燒室燃燒，燃燒后劇烈膨脹的氣體從尾部高速噴出，其巨大的反沖推力直接成為飛機(jī)的推進(jìn)力。減小發(fā)動(dòng)機(jī)的體積和質(zhì)量，使用高能燃料，可以獲得更大的推進(jìn)力。

如圖乙為火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的工作原理圖，火箭發(fā)動(dòng)機(jī)和渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)十分相似，主要的差別是：火箭自帶燃料和氧化劑，而渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)只帶燃料，利用空氣做氧化劑，因此它只能在大氣層內(nèi)工作。同渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)相比較，火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的最大特點(diǎn)是：它自身既帶燃料，又帶氧化劑，靠氧化劑來(lái)助燃，不需要從周圍大氣層中汲取氧氣，所以它不但能在大氣層內(nèi)也可以在大氣層之外的宇宙真空中工作。火箭發(fā)動(dòng)機(jī)可用于航天器推進(jìn)，也可用于導(dǎo)彈等在大氣層內(nèi)飛行。迄今為止發(fā)射的人造衛(wèi)星、月球飛船以及各種宇宙飛行器所用的推進(jìn)裝置，都是火箭發(fā)動(dòng)機(jī)。

2019年3月24日，由中國(guó)航天科技集團(tuán)有限公司六院研制的500噸級(jí)液氧煤油發(fā)動(dòng)機(jī)燃?xì)獍l(fā)生器-渦輪泵聯(lián)動(dòng)試驗(yàn)取得圓滿成功（如圖丙），標(biāo)志著我國(guó)500噸級(jí)重型運(yùn)載火箭發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)及方案深化論證達(dá)到預(yù)期目標(biāo)，為后續(xù)重型運(yùn)載火箭工程研制打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

2019年10月5日 02時(shí) 51分，我國(guó)在太原衛(wèi)星發(fā)射中心用長(zhǎng)征四號(hào)丙運(yùn)載火箭，成功將高分十號(hào)衛(wèi)星發(fā)射升空，衛(wèi)星順利進(jìn)入預(yù)定軌道，任務(wù)獲得圓滿成功。

（1）噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)工作過程中燃料的化學(xué)能先轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，內(nèi)能再轉(zhuǎn)化為 _________，從而提供動(dòng)力；

（2） _____（選填渦輪噴氣/火箭）發(fā)動(dòng)機(jī)不能在大氣層外工作；

（3）長(zhǎng)征四號(hào)丙運(yùn)載火箭使用的燃料主要是液態(tài)氫，隨著液態(tài)氫的不斷消耗，其熱值將 ________；

A．減小 B．不變 C．增大 D．都有可能

（4）假設(shè)我國(guó)500噸級(jí)重型運(yùn)載火箭某次發(fā)射平均推力約為8×106牛，將起飛質(zhì)量5000多噸的火箭在100秒的時(shí)間內(nèi)推到約6×104米的高度，同時(shí)最大速度達(dá)到3千米/秒。則火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)海平面推力的平均功率約為_________W；

（5）噴氣壓縮發(fā)動(dòng)機(jī)使混合氣體在燃燒室燃燒直到膨脹的氣體再?gòu)奈膊扛咚賴姵鲞^程中，燃?xì)獾臏囟仁遣粩嘧兓�的，圖丁中能大致反應(yīng)燃?xì)鉁囟入S時(shí)間而變化的是_________。

Answer 1

【答案】機(jī)械能 渦輪噴氣 B C

【解析】

(1)[1]噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)工作過程中燃料的化學(xué)能先轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，內(nèi)能再轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。

(2)[2]渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)只帶燃料，利用空氣做氧化劑，所以渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)不能在大氣層外工作。

(3)[3]熱值是燃料本身的一種性質(zhì)，與質(zhì)量無(wú)關(guān)，故隨著液態(tài)氫的不斷消耗，其熱值將不變，故選B。

(4)[4]推力做功為

推力的平均功率約為

(5)[5]從能量轉(zhuǎn)化的角度看，內(nèi)燃機(jī)在壓縮沖程中，將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，所以燃?xì)獾臏囟壬�高；在做功沖程中，氣體推動(dòng)活塞對(duì)外做功，將氣體的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為活塞的機(jī)械能，燃?xì)鉁囟冉档停�所以能大致反�?yīng)燃?xì)鉁囟入S時(shí)間而變化的是C。