中国科学院大学《分布式空间系统》2021-2022学年第一学期期末试卷

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2021-2022学年第一学期期末试卷题号一二三四总分得分一、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、飞行器在飞行过程中会产生噪声，对环境和人员造成影响。以下关于飞行器噪声的来源和控制方法，哪一项是不准确的？（）A.飞行器噪声的主要来源包括发动机噪声、空气动力噪声和机械噪声等B.优化飞行器的外形设计、采用消声材料和技术可以降低噪声水平C.发动机的降噪是飞行器噪声控制的重点，通过改进发动机的设计和燃烧过程可以有效降低噪声D.飞行器噪声对环境和人员的影响不大，不需要采取严格的控制措施2、飞行器的机翼结构设计需要考虑升力分布、弯矩和扭矩等因素。如果机翼结构不合理，可能会影响飞行性能和安全性。假设一款新设计的飞机机翼在飞行中出现结构强度问题。以下关于可能原因的分析中，错误的是：可能是机翼的材料选择不当，无法承受预期的载荷。机翼的内部加强结构设计不足，导致局部应力过大。机翼的外形设计导致升力分布不均匀，产生额外的弯矩和扭矩。那么，以下哪种情况最不可能导致机翼结构强度问题？（）A.飞机的飞行高度超过设计值B.机翼表面的油漆脱落C.飞机进行了剧烈的机动动作D.机翼制造过程中的工艺缺陷3、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4、卫星的姿态控制对于其正常工作和任务执行至关重要。以下关于卫星姿态控制的方法，错误的是：（）A.利用动量轮可以改变卫星的角动量，实现姿态调整B.喷气推进器通过喷出气体产生反作用力，来调整卫星的姿态C.磁力矩器利用地球磁场的作用来控制卫星的姿态，适用于低轨道卫星D.卫星的姿态控制只能采用一种方法，不能多种方法组合使用5、在航天器的热控系统中，需要有效地控制航天器内部和表面的温度。假设一颗卫星在太空中经历剧烈的温度变化。以下关于热控措施和原理的描述，哪一项是准确的？（）A.被动热控系统完全依靠材料的热特性，无法进行主动调节B.热管可以快速将热量从高温区域传递到低温区域，效率极高C.隔热材料越厚，热控效果越好，不考虑重量增加的问题D.热控系统只需要考虑设备的工作温度，不需要考虑宇航员的舒适度6、航空航天工程中的飞行器设计过程是一个复杂的系统工程。以下关于飞行器设计流程，哪一项是不正确的？（）A.飞行器设计通常从任务需求分析开始，确定飞行器的性能指标和功能要求B.概念设计阶段需要提出多种设计方案，并进行初步的性能评估和筛选C.详细设计阶段包括结构设计、系统集成、性能分析等工作，需要生成详细的设计图纸和技术文件D.飞行器设计完成后，不需要进行后续的优化和改进，可以直接投入生产和使用7、对于卫星通信系统，以下关于地球同步轨道卫星和低轨道卫星通信系统的特点比较，正确的是：（）A.地球同步轨道卫星覆盖范围广，信号稳定，但传输时延大；低轨道卫星通信系统传输时延小，容量大，但覆盖范围有限，需要较多卫星组网B.地球同步轨道卫星通信系统建设成本低，易于维护；低轨道卫星通信系统则技术复杂，成本高昂，难以实现大规模应用C.地球同步轨道卫星通信系统适用于个人移动通信，低轨道卫星通信系统主要用于广播电视转播等固定业务D.地球同步轨道卫星和低轨道卫星通信系统在性能、成本和应用方面没有明显差异，可以根据需要随意选择8、飞行控制系统对于保证飞行器的稳定性和操纵性至关重要。以下关于飞行控制系统的组成和功能，哪一项是错误的？（）A.飞行控制系统通常包括传感器、控制器和执行机构，能够感知飞行器的状态并进行相应的控制B.自动驾驶仪可以根据预设的航线和飞行参数，自动控制飞行器的飞行姿态和轨迹C.电传操纵系统通过电信号传输控制指令，提高了操纵的精度和响应速度D.飞行控制系统只能在正常飞行条件下工作，在遇到突发情况或故障时无法发挥作用9、在航天器的热控制中，保持合适的温度对于航天器的正常运行至关重要。以下关于航天器热控制的描述，不正确的是：（）A.航天器在太空中会受到太阳辐射、地球反射等多种热环境的影响B.热控涂层、热管、隔热材料等是常用的热控制手段C.航天器内部的电子设备发热对热控制影响不大，可以忽略不计D.良好的热控制设计能够提高航天器的可靠性和使用寿命10、航天器的对接是一项复杂而精细的操作，需要精确的控制和导航系统。在对接过程中，需要考虑相对速度、姿态和位置等因素。为了实现航天器的精准对接，通常会使用：（）A.激光测距仪B.雷达传感器C.光学相机D.以上设备结合使用11、在航天器的电源系统中，太阳能电池板是常见的供电装置。关于太阳能电池板的特点，以下错误的是：（）A.太阳能电池板在阳光充足时能够提供稳定的电力B.太阳能电池板的效率会随着使用时间的增加而逐渐降低C.太阳能电池板的重量较轻，不会增加航天器的负担D.太阳能电池板在阴影区域也能正常工作，不受光照条件的限制12、对于航空发动机的冷却技术，以下关于气膜冷却和内部冷却的原理和应用，错误的是（）A.气膜冷却是在发动机部件表面形成一层冷空气膜，隔离高温燃气，降低部件表面温度B.内部冷却是通过在部件内部设置冷却通道，让冷却液带走热量C.冷却技术的应用可以提高发动机的工作温度，从而提高发动机的性能D.航空发动机的冷却只需要采用气膜冷却或内部冷却中的一种方式，不需要同时使用13、在飞行器的设计中，风洞试验是重要的研究手段。假设要对一款新型飞行器模型进行风洞试验。以下关于风洞试验的目的和作用的描述，哪一项是正确的？（）A.风洞试验只能获取飞行器的阻力数据，对升力和力矩的测量不准确B.风洞试验可以完全替代计算机模拟，无需进行数值计算C.用于测量飞行器在不同风速和攻角下的气动力特性，验证设计和改进方案D.风洞试验的结果不受模型比例和试验条件的影响14、航空电子设备是飞机上的重要系统之一，包括通信、导航、雷达和飞行管理等子系统。以下关于航空电子设备的发展趋势，哪一项是不准确的？（）A.航空电子设备朝着高度集成化、数字化和智能化的方向发展，提高系统性能和可靠性B.采用开放式架构和软件定义的航空电子设备，可以更方便地进行系统升级和功能扩展C.航空电子设备的智能化程度不断提高，能够自主进行故障诊断和预测，减少维护成本D.为了降低成本和重量，航空电子设备的功能将逐渐简化，只保留最基本的通信和导航功能15、关于飞机的噪声控制，以下对于发动机噪声和机体噪声的来源和降低措施，错误的是（）A.发动机噪声主要来自风扇、压气机、涡轮等部件的气流扰动和机械振动B.机体噪声主要包括空气流过飞机表面产生的摩擦噪声和起落架收起时的噪声C.采用先进的发动机设计、优化飞机外形和使用吸声材料等方法可以有效降低飞机噪声D.飞机噪声无法完全消除，只要在规定的噪声标准范围内，就不会对环境造成影响二、简答题（本大题共3个小题，共15分)1、（本题5分）深入探讨复合材料在航空航天领域的应用优势，如高强度、高刚度、轻量化等，分析其在飞机结构（如机身、机翼）和航天器部件（如卫星天线、火箭外壳）中的具体应用案例，以及在使用复合材料时需要考虑的制造工艺和维护问题。2、（本题5分）深入探讨航空发动机的噪声抑制技术，包括风扇噪声、燃烧噪声和涡轮噪声的抑制方法，分析噪声抑制技术对发动机性能和适航要求的影响。3、（本题5分）论述航空航天工程中的飞行器飞行试验的风险评估和管理方法，解释如何降低试验过程中的风险。三、论述题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）卫星导航系统的完好性监测对于保障导航服务的可靠性和安全性具有重要意义。请深入探讨完好性监测的原理和方法，包括卫星故障检测、信号异常监测和用户告警机制等，分析完好性监测在航空、航海等关键领域的应用要求和技术实现，研究如何提高完好性监测的精度和响应速度，以及在未来卫星导航系统升级中的发展方向。2、（本题5分）深入探讨飞机的飞行控制系统可靠性设计。分析冗余技术、故障检测与隔离技术在飞行控制系统中的应用。研究如何提高飞行控制系统的容错能力和可靠性，保障飞行安全。3、（本题5分）详细阐述航天器的姿态控制系统设计与实现，包括姿态敏感器选择、控制算法开发和执行机构配置。分析航天器在不同任务阶段（如发射、在轨运行、姿态调整）的姿态控制要求，以及如何应对外部干扰和故障情况下的姿态稳定问题。研究姿态控制系统的可靠性和自主控制技术发展。4、（本题5分）全面论述飞机飞行性能评估的指标和方法，分析起飞性能、爬升性能、巡航性能和着陆性能的影响因素。探讨如何通过飞行试验和数据分析来评估飞机的性能，以及如何根据性能评估结果进行飞机设计的改进和优化。5、（本题5分）深入探讨航天器的结构振动控制技术。分析在太空环境中，航天器结构振动的来源和影响。研究如何通过结构设计、阻尼装置和主动控制技术来抑制振动，保证航天器的稳定性和精度。四、案例分析题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）某卫星的通信天线在运行中指向出现偏差，影响了通信信号的接收和发送。分析天线指向偏差的原因，比如驱动机构故障、姿态控制误差或太空环境干扰等，并研究如何提高天线的指向精度和跟踪能力。