西安电子科技大学《空气动力学基础》2021-2022学年第一学期期末试卷

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《空气动力学基础》2021-2022学年第一学期期末试卷题号一二三四总分得分批阅人一、单选题（本大题共15个小题，每小题2分，共30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、卫星导航系统在航空航天领域中发挥着重要作用。以下关于卫星导航系统的精度和误差来源，哪一项是不准确的？（）A.卫星导航系统的精度受到多种因素的影响，如卫星轨道误差、信号传播误差、接收机误差等B.差分定位技术可以通过在已知点上测量误差并对未知点进行修正，提高定位精度C.卫星导航系统的精度可以达到厘米级甚至毫米级，能够满足所有航空航天应用的需求D.多星座融合和增强系统可以进一步提高卫星导航系统的精度和可靠性2、在航空航天工程中，飞行器的可靠性和安全性是至关重要的。以下关于可靠性设计和安全性评估的描述，哪一项是错误的？（）A.可靠性设计通过采用冗余技术、故障诊断和容错设计等方法，提高飞行器系统的可靠性B.安全性评估需要考虑可能出现的各种故障和危险情况，制定相应的预防和应对措施C.飞行器的可靠性和安全性只与设计和制造过程有关，与运营和维护无关D.采用先进的测试和验证技术可以有效地提高飞行器的可靠性和安全性3、航天器的热控系统用于维持航天器内部设备和部件的适宜温度。以下关于热控系统的工作原理和措施，哪一项是不正确的？（）A.热控系统通过隔热、散热和加热等方式来控制航天器的温度B.采用多层隔热材料来减少热量的传入和散失C.安装散热器将航天器内部的热量散发到太空中D.热控系统不需要考虑航天器与外界环境的热交换，只关注内部设备的温度4、飞行器的燃油系统需要具备可靠和高效的性能。以下关于飞行器燃油系统的描述，不正确的是：（）A.燃油系统要能够在不同飞行姿态下保证燃油的正常供应B.燃油系统需要具备过滤和除杂功能，以防止杂质进入发动机C.飞行器的燃油消耗率与飞行速度和高度无关D.为了提高安全性，燃油系统通常采用冗余设计5、在飞行器的导航系统中，多种导航方式相互配合。以下关于导航系统的描述，不正确的是：（）A.惯性导航系统不依赖外部信息，具有自主性和保密性B.卫星导航系统精度高，但容易受到干扰C.天文导航系统在长距离飞行中具有独特的优势D.飞行器的导航系统一旦确定，就不能再更改或升级6、在飞机的结构设计中，需要考虑各种载荷和应力情况。机翼是飞机的主要承力部件之一，以下关于机翼结构的说法，哪一项是不准确的？（）A.机翼通常由翼梁、翼肋和蒙皮等组成，共同承受弯矩、扭矩和剪力等载荷B.现代飞机机翼多采用整体式结构，以提高结构强度和减轻重量C.机翼内部可以布置油箱，以增加飞机的燃油携带量D.机翼的形状和尺寸只取决于飞机的飞行速度，与飞机的载重无关7、航空航天工程中，飞行试验是验证飞行器性能和安全性的重要手段。飞行试验通常包括地面试验和空中试验两个阶段。在地面试验中，可以对飞行器的结构强度、动力系统等进行测试；在空中试验中，可以评估飞行器的飞行性能、操纵性和稳定性等。飞行试验的风险较高，需要进行精心的策划和准备。以下哪项不是飞行试验前必须完成的工作？（）A.制定详细的试验计划B.对飞行器进行全面的检查和维护C.对试验数据进行模拟分析D.对飞行员进行心理评估8、航空航天中的飞行控制系统需要具备高度的可靠性和稳定性。关于飞行控制系统的组成，以下描述错误的是：（）A.传感器用于测量飞行器的状态参数B.控制器根据测量值计算控制指令C.执行机构按照控制指令改变飞行器的姿态和运动D.飞行控制系统只需要硬件设备，不需要软件支持9、在航空航天领域，飞行器的升力产生原理是一个关键概念。以下关于飞行器升力产生的描述，不正确的是：（）A.飞机机翼的上表面流速快，压力低；下表面流速慢，压力高，从而产生升力B.直升机通过旋转的桨叶产生向下的气流，根据牛顿第三定律，获得向上的升力C.飞艇依靠内部充入的轻于空气的气体，如氦气，产生浮力作为升力D.火箭在大气层内飞行时，主要依靠机翼产生升力来克服重力10、在航空航天领域，飞行试验是验证飞行器性能和安全性的重要手段。以下关于飞行试验的描述，不正确的是：（）A.飞行试验可以在真实的飞行条件下检测飞行器的各项性能指标B.飞行试验前需要制定详细的试验计划和安全措施C.飞行试验的数据和结果可以直接用于飞行器的批量生产D.飞行试验只需要关注飞行器的技术性能，不需要考虑飞行员的操作感受11、在航空航天工程中，风洞试验是研究飞行器空气动力学性能的重要手段。假设在一个风洞试验中，对一种新型飞机模型进行测试，发现其在特定风速下出现了明显的气流分离现象。为了改善这种情况，以下哪种措施最有可能有效？（）A.优化机翼前缘形状B.增加机翼的后掠角C.改变机身的形状D.安装翼梢小翼12、航天器的轨道机动需要消耗能量和调整姿态。以下关于轨道机动的描述，错误的是：（）A.轨道机动可以通过发动机推力或其他方式实现B.精确的轨道机动控制对于完成航天任务至关重要C.轨道机动不会对航天器的寿命和可靠性产生影响D.轨道机动的规划和实施需要考虑多种约束条件13、航空航天材料的疲劳性能对于飞行器的使用寿命和安全性有着重要影响。疲劳是指材料在循环载荷作用下发生的破坏现象。为了提高材料的疲劳性能，可以采用：（）A.优化材料的化学成分B.进行表面处理C.改进加工工艺D.以上方法综合使用14、对于飞机的飞行速度范围，以下关于亚音速、跨音速和超音速飞行的特点及面临的挑战，准确的是：（）A.亚音速飞行时空气阻力较小，飞机设计相对简单；跨音速飞行时会遇到激波阻力，飞机结构和气动设计面临较大挑战；超音速飞行时空气动力特性变化剧烈，对发动机和结构材料要求极高B.跨音速和超音速飞行与亚音速飞行相比，主要区别在于发动机推力的大小，其他方面差异不大C.亚音速、跨音速和超音速飞行在技术上没有本质区别，只是速度的不同D.飞机设计只需考虑亚音速飞行的要求，跨音速和超音速飞行可以通过后期改进实现15、在飞行器的制造过程中，复合材料的应用越来越广泛。假设要制造一架轻型无人机，使用复合材料的主要优势在于？（）A.复合材料的成本低于传统金属材料B.复合材料的强度和刚度不如金属材料，但其重量更轻C.复合材料具有可设计性，能够根据需求定制性能，同时减轻重量D.复合材料的加工工艺简单，易于大规模生产二、简答题（本大题共3个小题，共15分)1、（本题5分）全面分析航天器的轨道机动策略，如霍曼转移、双椭圆转移和共面交会等方法的原理和应用。解释轨道机动过程中的能量消耗和时间优化，以及如何根据任务需求选择合适的轨道机动方式。2、（本题5分）论述航空发动机的压气机技术，包括轴流压气机和离心压气机的工作原理、结构特点和设计方法，分析压气机性能的优化途径。3、（本题5分）阐述飞机起落架的设计要求和工作原理，比较不同类型起落架（如前三点式和后三点式）的优缺点。解释起落架在着陆和起飞过程中的受力情况及相应的减震措施。三、论述题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）全面论述航天器结构轻量化设计的策略和技术，如材料选择、结构拓扑优化、增材制造等。探讨轻量化设计对航天器性能和成本的影响。2、（本题5分）全面论述飞行器燃油系统的防火防爆措施，包括燃油的惰性化处理、防火隔离设计和灭火系统的配置等。3、（本题5分）详细分析航天器的姿态动力学模型，包括刚体姿态动力学和挠性体姿态动力学，以及模型的建立和求解方法。4、（本题5分）全面论述航天器热控技术的原理和方法，分析被动热控（如热辐射、隔热材料）和主动热控（如电加热器、流体循环）的特点和应用场景。探讨热控系统在不同轨道和任务条件下的设计和优化，以及如何应对热环境的变化和热平衡问题。5、（本题5分）详细分析航空发动机涡轮叶片的冷却技术。研究在高温燃气环境下，如何有效地降低叶片温度，提高叶片的工作寿命。探讨冷却通道的设计、冷却介质的选择和冷却效果的评估方法。四、案例分析题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）一架货机在起飞爬升阶段，遭遇强风切变，飞机高度急剧下降。请分析强风切变对飞机飞行性能的影响，评价机组的应对操作和飞机的抗风切变能力，探讨如何提高飞机在风切变环境下的飞行安全性和预警系统的有效性。2、（本题10分）在一次火箭整流罩分离试验中，整流罩碎片对火箭主体造成了轻微损伤。请研究整流罩分离过程中产生碎