Question

【題目】我國(guó)自主研制的第三代常規(guī)動(dòng)力潛艇具備選進(jìn)的通訊設(shè)備、武器系統(tǒng)、導(dǎo)航系統(tǒng)、水聲對(duì)抗、隱蔽性強(qiáng)，噪聲低、安全可靠等優(yōu)異性能，主要技術(shù)參數(shù)如表：

排水量	水上2250t，水下3000t	最大潛水深度	300 m
最大航速	水上30 km/h，水下36 km/h	最大輸出功率（水下）	3000 kW

求：（海水的密度近似為1.0×103 kg/m3，g=10 N/kg）

（1）該潛艇的體積為多大？

（2）潛艇下潛到200 m深處時(shí)，潛艇上一個(gè)面積是400 cm2的觀察窗口受到海水的壓力為多大？

（3）潛艇在水下執(zhí)行巡航任務(wù)，以最大航速勻速行駛5 h的路程為多少？若潛艇發(fā)動(dòng)機(jī)以最大輸出功率工作時(shí)螺旋槳推進(jìn)器效率為80%，潛艇以最大航行駛時(shí)受到水的平均阻力f為多大？

Answer 1

【答案】（1）；（2）8×104 N；（3）

【解析】

（1）水下排水量為3000噸，由 可知，露出的體積： ；

（2）潛艇下潛到200m深處時(shí)，h=200m，此時(shí)觀察窗口所受海水的壓強(qiáng)： =1.0×103kg/m3×10N/kg×200m=2×106Pa，觀察窗口的面積：S=400cm2=0.04m2，由壓強(qiáng)公式 得，觀察窗口所受壓力為：=2×106Pa×0.04m2=8×104N；

（3）潛艇在水下的最大航速：v=36km/h=10m/s，由 得，行駛5h的路程： =36km/h×5h=180km，最大輸出功率：P總=3000kW=3×106W，由 得有用功率：P有用=ηP總=80%×3×106W=2.4×106W，由得牽引力： ；由于潛艇以最大航速勻速行駛，受到平衡力作用，則水的平均阻力f=F=2.4×105N．