首钢工学院《飞行力学》2023-2024学年第一学期期末试卷

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2023-2024学年第一学期期末试卷院(系)_______班级_______学号_______姓名_______题号一二三四总分得分一、单选题（本大题共20个小题，每小题2分，共40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、航天器在太空中运行需要克服诸多困难。关于航天器轨道的描述，错误的是：（）A.地球同步轨道上的航天器绕地球运行的周期与地球自转周期相同B.太阳同步轨道可以使航天器在经过同一地区时，太阳照射角度基本相同C.低地球轨道的航天器受到的大气阻力较大，需要经常进行轨道维持D.航天器在任何轨道上运行时，其轨道都是固定不变的，不会受到其他因素的影响2、在航空航天工程中，气动弹性问题会影响飞行器的性能和安全性。以下关于气动弹性的描述，不正确的是：（）A.气动弹性现象包括颤振、抖振和变形等B.飞行器的结构刚度和气动外形设计对气动弹性问题有重要影响C.气动弹性问题只在高速飞行时出现，低速飞行时可以忽略D.对气动弹性问题的研究可以通过风洞试验和数值模拟等方法进行3、在航空航天领域，飞行数据分析对于提高飞行安全和性能具有重要意义。关于飞行数据分析的方法，以下错误的是：（）A.运用统计学方法对大量飞行数据进行处理和分析B.通过建立数学模型来预测飞行性能和潜在的故障C.飞行数据分析只关注飞机的机械性能，不考虑飞行员的操作因素D.利用数据挖掘技术发现隐藏在数据中的规律和趋势4、有关火箭的发射轨道设计，以下对于低地球轨道发射和地球同步转移轨道发射的特点及适用任务，正确的是：（）A.低地球轨道发射所需能量较少，适用于近地观测、科学实验等任务；地球同步转移轨道发射需要更高的能量，主要用于通信卫星等需要保持固定位置的航天器发射B.地球同步转移轨道发射操作简单，风险低；低地球轨道发射则复杂且风险高C.低地球轨道发射和地球同步转移轨道发射在技术难度和成本上没有明显区别，选择主要取决于任务需求D.火箭发射轨道的选择对任务影响不大，可以根据发射场的条件随意决定5、在航空发动机的燃烧室内，燃料和空气的混合、燃烧过程对发动机的性能和排放有着重要影响。为了提高燃烧效率，减少污染物排放，需要优化燃烧室的设计和燃烧控制策略。假设某型航空发动机的燃烧室燃烧效率不高，污染物排放超标。以下哪种改进措施最有可能提高燃烧效率并降低排放？（）A.改进燃油喷射系统B.优化燃烧室的形状和尺寸C.采用新型燃烧控制技术D.以上措施综合应用6、航空航天中的导航系统对于飞行器的准确飞行具有重要意义。以下关于导航系统的描述，错误的是：（）A.惯性导航系统不依赖外部信息，能自主进行导航，但存在累积误差B.卫星导航系统精度高，但在信号受到干扰时可能会出现偏差C.天文导航系统通过观测天体来确定飞行器的位置，但受天气影响较大D.一旦飞行器安装了先进的导航系统，就不再需要飞行员进行人工导航7、在航天器的对接操作中，精度和可靠性要求极高。假设两个航天器要在太空实现对接。以下关于对接技术和控制策略的描述，哪一项是重要的考虑因素？（）A.对接过程中不需要进行实时监测和调整，按照预定程序执行即可B.只关注对接机构的机械强度，忽略控制系统的精度C.采用精确的测量和导航系统，结合灵活的控制策略，确保对接的精度和安全性D.航天器的对接不受轨道参数和姿态偏差的影响8、航空航天中的飞行力学研究飞行器在空气中的运动规律和受力情况。例如，飞机的飞行姿态、速度和轨迹的控制都基于飞行力学的原理。那么，在飞机的爬升阶段，主要的受力是？（）A.重力、升力和推力B.重力、升力和阻力C.升力、阻力和推力D.重力、阻力和推力9、在航空航天材料的选择中，需要考虑强度、刚度、耐高温、耐腐蚀等多种性能。碳纤维增强复合材料具有高强度、高刚度和低密度等优点，在航空航天领域得到了广泛应用。然而，这种材料也存在一些局限性。碳纤维增强复合材料在以下哪种情况下性能表现相对较差？（）A.承受拉伸载荷B.承受压缩载荷C.高温环境下D.潮湿环境下10、航空航天中的风洞试验是研究飞行器空气动力学特性的重要手段。关于风洞试验的优点，以下描述错误的是：（）A.可以模拟不同的飞行速度和姿态B.能够在短时间内获得大量的数据C.风洞试验的结果完全等同于实际飞行的情况D.可以研究飞行器在各种气流条件下的性能11、航空航天材料的疲劳性能对于飞行器的长期使用至关重要。以下关于材料疲劳的描述，不正确的是：（）A.材料在循环载荷作用下容易发生疲劳破坏，即使应力低于其屈服强度B.疲劳裂纹的扩展速度与应力强度因子和材料的疲劳性能有关C.提高材料的表面光洁度可以有效提高其抗疲劳性能D.一旦材料出现疲劳裂纹，就会迅速扩展导致结构失效，无法采取措施阻止12、航天器的电源系统是其正常运行的重要保障。太阳能电池板、蓄电池和核电源是常见的航天器电源。太阳能电池板在光照充足的情况下能够提供稳定的电能，但在阴影区或远离太阳的位置则无法正常工作。在深空探测任务中，如果需要长时间稳定的电源供应，以下哪种电源更为合适？（）A.太阳能电池板B.蓄电池C.核电源D.以上电源结合使用13、航天器的姿态控制对于其完成任务和保持稳定运行至关重要。姿态控制可以通过动量轮、推进器等装置来实现。那么，以下哪种姿态控制方式精度最高？（）A.动量轮控制B.推进器控制C.两者精度差不多D.取决于具体情况14、航空发动机的燃烧过程对其性能和排放有重要影响。以下关于燃烧过程的描述，不正确的是：（）A.燃烧室内的燃料和空气需要充分混合，以实现高效燃烧B.燃烧过程中的温度和压力控制对于提高发动机效率至关重要C.航空发动机的燃烧过程不会产生污染物，对环境没有影响D.采用先进的燃烧技术可以降低燃油消耗和污染物排放15、对于航空发动机的涡轮叶片材料，以下关于高温合金和陶瓷基复合材料的性能特点及应用前景，准确的是：（）A.高温合金具有良好的高温强度和韧性，是目前涡轮叶片的主要材料；陶瓷基复合材料具有更高的耐高温性能，但脆性较大，应用受到一定限制B.陶瓷基复合材料已经完全取代高温合金，成为新一代涡轮叶片的首选材料C.高温合金无法满足现代航空发动机对涡轮叶片性能的要求，正逐渐被淘汰D.高温合金和陶瓷基复合材料在性能和成本上没有优势，新型材料的研发迫在眉睫16、航天器在太空中运行时，需要考虑多种轨道力学因素。在近地轨道上运行的航天器，受到地球引力和大气阻力的影响。以下关于近地轨道航天器的描述，哪一项是不正确的？（）A.大气阻力会导致航天器的轨道逐渐降低，需要定期进行轨道维持操作B.为了保持在稳定的近地轨道上，航天器的速度需要精确控制在一定范围内C.地球的非球形引力对近地轨道航天器的轨道影响较小，可以忽略不计D.太阳活动可能会引起地球高层大气密度的变化，从而影响近地轨道航天器的轨道17、航空航天领域中的推进剂对于飞行器和航天器的性能有着重要影响。以下关于推进剂的描述，错误的是：（）A.液体推进剂通常具有较高的比冲，但储存和供应系统较为复杂B.固体推进剂具有结构简单、可靠性高的优点，但比冲相对较低C.新型推进剂的研发一直在进行，以提高性能和降低成本D.推进剂的选择只考虑比冲这一个因素，其他因素不重要18、航空航天中的飞行力学研究飞行器的运动规律和受力情况。在分析飞行器的爬升性能时，需要考虑发动机推力、重力、空气阻力等因素。假设一架飞机在爬升过程中表现不佳。以下关于可能原因的分析中，错误的是：可能是发动机在高海拔地区推力下降，无法提供足够的爬升动力。飞机的重量过大，超过了发动机的爬升能力。空气阻力在爬升时增大，抵消了部分推力。那么，以下哪种情况最不可能导致爬升性能差？（）A.飞机的机翼面积减小B.飞行员的驾驶技术不熟练C.大气湿度增加D.飞机的燃油消耗过快19、在航空发动机的压气机设计中，需要提高压气机的效率和稳定性。假设正在优化一款压气机的设计。以下关于压气机设计参数和改进措施的描述，哪一项是正确的？（）A.增加压气机的级数可以无限提高压比，不需要考虑其他因素B.减小叶片的弦长可以提高压气机效率，但会降低其稳定性C.采用先进的叶型设计可以同时提高压气机的效率和稳定性D.压气机的进口气流速度对其性能没有影响，不需要进行控制20、航空航天工程中的数值计算方法在飞行器设计和性能分析中得到广泛应用。数值计算方法可以求解复杂的流体力学、热力学等问题。那么，以下哪种数值计算方法在航空航天领域应用最为广泛？（）A.有限差分法B.有限体积法C.有限元法D.以上都很常用二、简答题（本大题共3个小题，共15分)1、（本题5分）某无人机在执行航拍任务时，由于风速突然增大，偏离预定航线。请分析风速对无人机飞行的影响，评估对航拍任务的效果，并提出提高无人机抗风能力的设计改进建议。2、（本题5分）一架无人机在执行侦察任务时，突然失去与地面控制站的通信连接，自主返航功能也失效。经过搜寻，最终在偏远地区找到坠毁的无人机。请探讨通信中断和自主返航失效的可能原因，分析此次事故对侦察任务的影响，并提出提高无人机通信稳定性和自主飞行可靠性的方案。3、（本题5分）详细阐述航空航天中的微重力环境及其应用，包括微重力对物理、化学、生物过程的影响，分析在微重力环境下进行科学实验和材料加工的技术和方法。三、案例分析题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）在一次直升机的海上救援任务中，由于恶劣的海况和大风天气，直升机出现了强烈的晃动和不稳定飞行。请分析造成直升机不稳定飞行的原因，如海风气流、海浪影响、直升机自身特性等，并提出在复杂海况下提高直升机飞行稳定性的方法。2、（本题5分）一家航空航天材料研发企业正在开发一种高强度、耐高温的新型合金，用于制造飞机发动机部件。在研发过程中，需要解决材料的合成工艺、性能测试、成本控制等问题。请分析这些问题的关键技术和解决方案，探讨新型合金在航空发动机应用中的前景和挑战。3、（本题5分）在一次火箭发射准备阶段，发现推进剂加注系统存在泄漏隐患。对推进剂加注系统泄漏隐患进行分析和评估。探讨泄漏隐患产生的可能原因，对发射计划的影响，以及如何确保推进剂加注系统的密封性和安全性。4、（本题5分）某型无人机在执行侦察任务时，其图像传输系统受到敌方干扰，导致图像中断和模糊。请研究敌方干扰的可能方式和原理，提出无人机图像传输系统的抗干扰措施，如加密技术、频率跳变等，以及如何在复杂电磁环境下保障侦察任务的顺利进行。5、（本题5分）一颗卫星在轨道上运行时，遭遇了空间碎片的撞击，部分功能受损。请分析空间碎片撞击对卫星的危害，研究如何提高卫星在空间环