航天器空间飞行器动力学与控制考核试卷

航天器空间飞行器动力学与控制考核试卷考生姓名：__________答题日期：__________得分：__________判卷人：__________

一、单项选择题（本题共20小题，每小题1分，共20分，在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的）

1.航天器空间飞行器动力学主要研究的是航天器在（）中的运动规律。

A.真空环境

B.地球大气层内

C.引力场

D.磁场

（）

2.下列哪种因素不会影响航天器的轨道运动？（）

A.大气阻力

B.地球形状

C.太阳辐射压力

D.航天器质量

（）

3.航天器姿态动力学描述的是航天器在空间中的（）变化。

A.速度

B.位置

C.姿态

D.轨道

（）

4.姿态控制通常采用的方法不包括以下哪一种？（）

A.反作用轮控制

B.推力器控制

C.重力梯度稳定

D.磁力控制

（）

5.关于开普勒第三定律，以下哪个说法是错误的？（）

A.它描述了行星轨道周期的平方与其半长轴的立方成正比

B.它适用于所有天体的椭圆轨道运动

C.它只与中心天体的质量有关

D.它是开普勒定律中唯一与时间相关的定律

（）

6.航天器轨道机动通常使用的推进剂不包括以下哪一种？（）

A.液态氧和液态氢

B.液态氮和液态甲烷

C.固体推进剂

D.氢气

（）

7.在航天器控制系统中，哪一个部件通常用于改变航天器姿态？（）

A.轨道发动机

B.姿态控制发动机

C.翼片

D.质量块

（）

8.关于地球同步轨道，以下哪个描述是正确的？（）

A.轨道周期等于地球自转周期

B.轨道倾角为0度

C.轨道高度固定不变

D.航天器在轨道上静止不动

（）

9.在空间飞行器控制中，哪种控制方法是基于改变航天器的质量分布？（）

A.反作用轮控制

B.推力器控制

C.质量喷注控制

D.飞轮控制

（）

10.航天器在轨运行时，哪种现象可能导致其轨道衰减？（）

A.太阳辐射压力

B.地球引力场变化

C.大气阻力

D.磁场变化

（）

11.关于航天器轨道倾角，以下哪个描述是正确的？（）

A.倾角为0度表示轨道平面与地球赤道面重合

B.倾角大于0度表示轨道平面与地球赤道面倾斜

C.倾角小于0度表示轨道平面与地球赤道面倾斜

D.倾角只与航天器发射地点有关

（）

12.在空间飞行器姿态控制中，哪种传感器用于测量航天器相对于参考矢量的姿态角度？（）

A.加速度计

B.陀螺仪

C.星敏感器

D.磁力计

（）

13.航天器在地球同步轨道上运行时，其速度大约是多少？（）

A.7.9km/s

B.3.1km/s

C.11.2km/s

D.27.3km/s

（）

14.下列哪种方法通常用于减小航天器在发射过程中的振动和冲击？（）

A.使用多级火箭

B.增加推进剂质量

C.采用隔振装置

D.提高结构强度

（）

15.关于航天器轨道的稳定性，以下哪个说法是正确的？（）

A.所有轨道都是稳定的

B.只有近地轨道是稳定的

C.远地点高度越低，轨道越稳定

D.轨道高度越高，受到的大气阻力越小，轨道越稳定

（）

16.在航天器姿态控制中，哪种控制方法是基于改变航天器的角动量？（）

A.推力器控制

B.反作用轮控制

C.重力梯度稳定

D.磁力控制

（）

17.关于开普勒第二定律，以下哪个说法是正确的？（）

A.它描述了行星轨道的形状

B.它描述了行星在轨道上的速度变化

C.它说明行星在轨道上的运动速度是恒定的

D.它与行星的质量有关

（）

18.航天器在空间中受到的主要力不包括以下哪一种？（）

A.引力

B.摩擦力

C.辐射压力

D.磁力

（）

19.在航天器轨道机动中，哪种机动方式可以改变轨道形状？（）

A.Hohmann转移

B.Bielliptic转移

C.圆化轨道

D.倾角改变

（）

20.下列哪个单位用于衡量航天器姿态控制系统的性能？（）

A.N·m

B.kg·m²/s

C.rad/s

D.N

（）

二、多选题（本题共20小题，每小题1.5分，共30分，在每小题给出的四个选项中，至少有一项是符合题目要求的）

1.航天器空间飞行器动力学的研究内容主要包括以下哪些方面？（）

A.轨道动力学

B.姿态动力学

C.推进系统动力学

D.大气动力学

（）

2.以下哪些因素会影响航天器在轨运行的轨道寿命？（）

A.大气阻力

B.航天器质量

C.轨道倾角

D.航天器表面材料

（）

3.常用的航天器姿态控制方法有哪些？（）

A.反作用轮控制

B.推力器控制

C.重力梯度稳定

D.所有上述方法

（）

4.航天器轨道机动过程中可能遇到的问题有哪些？（）

A.推进剂消耗

B.航天器结构疲劳

C.轨道测量误差

D.太阳辐射压力影响

（）

5.以下哪些是开普勒定律的组成部分？（）

A.第一定律

B.第二定律

C.第三定律

D.第四定律

（）

6.航天器姿态控制系统通常包括哪些部分？（）

A.姿态传感器

B.控制执行机构

C.控制算法

D.轨道动力学模型

（）

7.以下哪些现象可能导致航天器轨道偏移？（）

A.地球形状非球形

B.大气阻力

C.太阳辐射压力

D.地球磁场变化

（）

8.常见的航天器轨道类型有哪些？（）

A.近地轨道

B.同步轨道

C.极地轨道

D.椭圆轨道

（）

9.航天器在空间环境中可能受到的力有哪些？（）

A.引力

B.摩擦力

C.辐射压力

D.磁场力

（）

10.以下哪些是航天器姿态控制中的执行机构？（）

A.反作用轮

B.推力器

C.翼片

D.质量块

（）

11.航天器轨道转移过程中，以下哪些方法可以用来改变轨道高度？（）

A.Hohmann转移

B.Bielliptic转移

C.圆化轨道

D.倾角改变

（）

12.以下哪些传感器在航天器姿态控制系统中具有重要作用？（）

A.加速度计

B.陀螺仪

C.星敏感器

D.磁力计

（）

13.以下哪些因素会影响航天器轨道转移的效率？（）

A.推进剂类型

B.轨道转移策略

C.航天器质量

D.发射地点

（）

14.航天器在轨道上受到的引力主要包括以下哪些部分？（）

A.地球引力

B.月球引力

C.太阳引力

D.行星引力

（）

15.以下哪些方法可以用来提高航天器轨道寿命？（）

A.提高轨道高度

B.使用阻力较小的表面材料

C.定期进行轨道机动

D.增加航天器质量

（）

16.航天器姿态控制系统设计时需要考虑哪些因素？（）

A.姿态控制精度

B.系统稳定性

C.功耗和重量

D.轨道动力学

（）

17.以下哪些现象可能导致航天器姿态失控？（）

A.姿态传感器故障

B.控制执行机构失效

C.外部环境变化

D.轨道动力学影响

（）

18.航天器在空间飞行过程中，以下哪些操作可能导致轨道衰减？（）

A.使用推进器进行姿态调整

B.使用推进器进行轨道机动

C.长时间暴露在太阳辐射下

D.受到微流星体撞击

（）

19.以下哪些因素会影响航天器姿态控制的性能？（）

A.姿态传感器的精度

B.控制执行机构的响应速度

C.控制算法的复杂度

D.航天器质量分布

（）

20.以下哪些单位可以用来表示航天器姿态控制系统的性能指标？（）

A.N·m

B.kg·m²/s

C.rad/s

D.N/kg

（）

三、填空题（本题共10小题，每小题2分，共20分，请将正确答案填到题目空白处）

1.在航天器空间飞行器动力学中，描述航天器绕地球旋转的向心加速度的公式是：a=_______。

（）

2.航天器在地球同步轨道上的轨道周期与地球自转周期_______。

（）

3.常见的航天器姿态控制系统中的执行机构包括反作用轮、推力器等，这些执行机构主要用来改变航天器的_______。

（）

4.开普勒第一定律又称为_______定律。

（）

5.航天器在轨道上的位置和速度可以通过_______来确定。

（）

6.在航天器姿态控制中，_______是用来测量航天器相对于参考矢量的姿态角度的传感器。

（）

7.航天器进行轨道转移时，Hohmann转移是一种_______的轨道机动方式。

（）

8.航天器的轨道寿命受到_______和_______等因素的影响。

（）

9.航天器在空间中受到的主要力包括引力、_______和_______。

（）

10.航天器姿态控制系统的性能可以通过_______等指标来衡量。

（）

四、判断题（本题共10小题，每题1分，共10分，正确的请在答题括号中画√，错误的画×）

1.航天器的轨道是绝对稳定的，不会受到任何外部因素的影响。（）

2.航天器在轨道上的速度始终大于其在地面上的速度。（）

3.姿态控制系统的目的是保持航天器的姿态不受外部环境变化的影响。（）

4.开普勒第三定律描述了行星轨道周期的平方与其半长轴的立方成正比，且与行星的质量无关。（）

5.航天器在进行轨道机动时，总是需要消耗推进剂来改变速度和方向。（）

6.在航天器姿态控制中，反作用轮控制是一种不消耗推进剂的控制方法。（）

7.地球同步轨道上的航天器相对于地球表面的运动速度是恒定的。（）

8.航天器的轨道倾角可以任意改变，不受任何限制。（）

9.航天器在空间中不会受到大气阻力的影响。（）

10.在航天器姿态控制中，磁力控制是一种常用的控制方法，适用于所有类型的航天器。（）

五、主观题（本题共4小题，每题10分，共40分）

1.请简述航天器空间飞行器动力学的基本原理，并说明其在航天工程中的应用。

（）

2.描述航天器姿态控制系统的基本组成和工作原理，并讨论不同姿态控制方法的优势和局限性。

（）

3.解释开普勒定律对航天器轨道设计和分析的重要性，并以一个具体案例说明开普勒定律在实际应用中的使用。

（）

4.分析航天器轨道机动过程中可能遇到的技术挑战，并提出相应的解决策略。

（）

标准答案

一、单项选择题

1.C

2.C

3.C

4.D

5.D

6.D

7.B

8.A

9.C

10.C

11.A

12.C

13.B

14.C

15.D

16.B

17.B

18.B

19.A

20.B

二、多选题

1.ABC

2.ABCD

3.ABCD

4.ABCD

5.ABC

6.ABC

7.ABCD

8.ABCD

9.ABCD

10.ABCD

11.AB

12.ABCD

13.ABCD

14.ABC

15.ABC

16.ABCD

17.ABCD

18.ABCD

19.ABCD

20.ABC

三、填空题

1.a=G·M/r²

2.相等

3.角动量

4.圆形

5.轨道六根数

6.星敏感器

7.最优

8.大气阻力、太阳辐射压力

9.辐射压力、磁力

10.控制精度、响应时间

四、判断题

1.×

2.×

3.√

4.√

5.√

6.√

7.×

8.×

9.×

10.×

五、主观题（参考）

1.航天器空间飞行器动力学研究物体在空间中的运动规律，包括轨道动力学和姿态动力学。