Question

如图所示为某品牌四旋翼无人机，该无人机具有一键起降和返航、空中悬停、高清拍摄、GPS定位等功能，下表是该无人的部分参数：

在某次火灾中，该无人机参与火情的勘测，它先以最大速度匀速直线上升，且达到60m高处时，再以最大速度水平匀速直线飞行到达1.6km远处的火场上空。若无人机整个过程四个电动机同时工作，电动机将电能转化为机械能的效率为90%，假设无人机以最大速度匀速直线上升时，受到的阻力大小为10N，通过计算回答下列问题：（g取10N/kg）

(1)无人机从起飞到火场上空,这一过程共耗时多少秒？

(2)无人机到达火场上空后,悬停观测10分钟,则10分钟内电动机消耗多少电能？

(3)无人机以最大速度匀速直线上升60m,这个过程中消耗多少电能?

Answer

（1）110s；（2）1.2×105J；（3）2000J。

【解析】

【解析】
（1）由v＝得，匀速上升需要的时间：t1＝＝10s；水平匀速直线飞行的时间：t2＝＝100s，无人机从起飞到火场上空，这一过程共耗时：t＝t1+t2＝10s+100s＝110s；（2）悬停时电动机总功率：P＝50W×4＝200W，悬停时消耗电能：W＝Pt＝200W×10×60s＝1.2×105J；（3）无人机匀速上升过程的升力：F＝G+f＝mg+f＝2kg×10N/kg+10N＝30N，做的有用功：W有用＝Fh＝30N×60m＝1800J，

由η＝＝90%可得消耗的电能：W电＝＝2000J。