皖江工学院《飞行器系统分析与设计》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批阅人一、单选题（本大题共20个小题，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、在火箭发动机的工作过程中，推进剂的选择非常重要。以下关于液体推进剂和固体推进剂的比较，哪一项是错误的？（）A.液体推进剂的性能易于调节，燃烧效率高，但储存和加注较为复杂B.固体推进剂储存方便，结构简单，但燃烧时间不易控制C.液体推进剂通常比固体推进剂具有更高的比冲，能够提供更大的推力D.固体推进剂适用于大型运载火箭，液体推进剂适用于小型火箭3、卫星轨道的类型多种多样，包括地球同步轨道、太阳同步轨道和极轨道等。以下关于太阳同步轨道的特点，哪一项是错误的？（）A.太阳同步轨道卫星的轨道平面与太阳始终保持相对固定的角度，有利于对地球进行观测B.太阳同步轨道卫星的轨道高度通常较高，覆盖范围广C.太阳同步轨道卫星经过同一地点的当地时间相同，便于进行数据采集和对比D.太阳同步轨道卫星的轨道周期与地球自转周期相同，因此可以实现对地球的连续观测4、在航空航天工程中，系统工程方法用于统筹规划和管理项目。关于系统工程的原则，以下描述错误的是：（）A.强调系统的整体性和综合性，考虑各个子系统之间的相互关系B.遵循循序渐进的开发过程，从概念设计到详细设计逐步推进C.系统工程只关注技术方面的问题，不考虑成本和进度等因素D.注重用户需求和系统性能的平衡，实现最优的系统解决方案5、飞机的飞行速度可以通过马赫数来表示，马赫数是飞机速度与当地音速的比值。当飞机以超音速飞行时，会产生强烈的激波阻力。为了减小激波阻力，飞机的外形通常设计为：（）A.钝头形状B.尖头形状C.圆形截面D.方形截面6、在航天器的轨道机动技术中，以下关于轨道转移和轨道保持的方法和策略，错误的是（）A.轨道转移可以通过发动机点火提供推力来改变航天器的轨道，需要精确计算推力大小和作用时间B.轨道保持是为了克服各种摄动因素的影响，定期对航天器的轨道进行调整C.采用电推进系统进行轨道机动具有比化学推进系统更高的比冲，但推力较小D.轨道机动技术只在卫星等航天器中应用，载人飞船和空间站不需要进行轨道机动7、航空航天工程中，飞行器的结构强度和刚度是重要的设计考虑因素。以下关于结构设计的说法，错误的是：（）A.要承受飞行过程中的各种载荷，包括气动载荷、惯性载荷等B.采用轻质高强材料可以减轻结构重量，同时不降低强度C.结构的优化设计只需要考虑强度要求，不需要考虑制造工艺和成本D.结构的疲劳寿命也是设计中需要重点关注的问题8、飞机的座舱环境控制系统负责为飞行员和乘客提供舒适的环境。以下关于座舱环境控制系统的说法，哪一项是不准确的？（）A.座舱环境控制系统可以调节座舱内的温度、湿度和压力B.为了防止座舱玻璃起雾，需要对座舱进行通风和除湿处理C.座舱环境控制系统的性能不会影响飞行员的工作效率和乘客的舒适度D.在高空飞行时，座舱需要增压以防止外界低压对人体造成伤害9、航空电子系统是现代飞行器的重要组成部分。关于惯性导航系统，以下说法不正确的是：（）A.惯性导航系统不依赖外部信息，能够自主确定飞行器的位置、速度和姿态B.惯性导航系统的精度会随着时间的推移而逐渐降低C.可以通过与其他导航系统（如卫星导航）组合使用，提高导航精度D.惯性导航系统在任何环境下都能提供准确的导航信息，不受电磁干扰的影响10、在航空航天领域，飞行器的隐身技术是提高其生存能力和作战效能的重要手段。以下关于飞行器隐身技术的原理和方法，哪一项是不准确的？（）A.飞行器隐身技术主要通过减少雷达反射截面积（RCS）来降低被敌方雷达探测到的概率B.外形隐身设计、使用吸波材料和采用等离子体隐身技术等是实现飞行器隐身的常见方法C.飞行器隐身技术只针对雷达波隐身，对红外、可见光等其他波段的探测不具有隐身效果D.隐身技术的应用需要综合考虑飞行器的气动性能、结构强度和成本等因素11、航空航天领域的仿真技术在飞行器设计、性能评估和飞行训练等方面得到了广泛应用。通过建立数学模型和计算机模拟，可以预测飞行器的性能和行为。那么，以下哪种仿真技术在飞行器设计阶段应用最为广泛？（）A.气动仿真B.结构仿真C.飞行控制仿真D.以上都很重要12、关于飞机的气动布局，以下对于常规布局和鸭式布局的优缺点，不正确的是（）A.常规布局的飞机稳定性较好，操纵性相对简单，技术成熟B.鸭式布局的飞机在大迎角时具有更好的机动性和升力特性C.常规布局的飞机在高速飞行时阻力较小，而鸭式布局的飞机在低速飞行时性能更优D.鸭式布局的飞机在所有飞行条件下都比常规布局的飞机具有更好的性能，因此逐渐取代了常规布局13、航空航天领域中的导航和制导系统是实现精确飞行和任务完成的重要保障。以下关于导航和制导系统的描述，哪一项是错误的？（）A.惯性导航系统依靠测量飞行器的加速度和角速度来确定其位置和姿态，具有自主性强、精度高的优点B.卫星导航系统如GPS可以为飞行器提供全球范围内的高精度定位信息C.制导系统根据导航系统提供的信息和任务要求，计算并控制飞行器的飞行轨迹D.导航和制导系统只适用于飞行器，在卫星等航天器上不需要使用14、飞机的飞行姿态通常由俯仰、滚转和偏航三个角度来描述。飞行姿态的稳定和控制对于飞行安全至关重要。假设某型飞机在飞行中出现滚转不稳定的情况。以下哪个部件最有可能出现故障？（）A.副翼B.升降舵C.方向舵D.扰流板15、在火箭发射过程中，气象条件对发射安全和成功率有重要影响。假设在火箭发射前遇到恶劣天气。以下关于气象因素和应对措施的描述，哪一个是恰当的？（）A.强风对火箭发射没有影响，不需要采取任何措施B.雷电天气会对火箭造成严重威胁，应立即取消发射C.低云量不会影响火箭的可见性，发射可以照常进行D.气象条件对火箭发射的影响可以通过技术手段完全消除16、飞行器的导航系统是确保其准确飞行和到达目的地的关键。导航系统包括惯性导航、卫星导航、无线电导航等多种方式。在长距离飞行中，哪种导航方式的精度和可靠性最高？（）A.惯性导航B.卫星导航C.无线电导航D.组合导航17、在航天器的返回过程中，需要经历高温、高压等恶劣环境。以下关于航天器返回技术的描述，哪一项是不正确的？（）A.航天器返回时需要通过大气层，与空气摩擦产生高温，需要采用隔热材料进行防护B.可以通过调整航天器的姿态和飞行轨迹来控制返回过程中的过载和热流分布C.航天器返回后可以在任意地点着陆，不需要特定的着陆场D.航天器返回技术的发展对于载人航天和空间探索具有重要意义18、航天器的返回过程面临着诸多挑战。关于航天器返回时的热防护，以下说法不正确的是：（）A.采用耐高温材料可以承受再入大气层时的高温B.烧蚀材料通过蒸发和分解吸收热量，保护航天器C.可以利用大气层的气动阻力来降低航天器的速度和温度D.航天器返回时不需要考虑热防护，因为在太空中已经经过了低温环境19、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20、航空航天中的飞行试验是验证飞行器性能和安全性的重要手段。在飞行试验中，需要对各种数据进行采集和分析。假设一次飞行试验的数据与预期结果存在较大偏差。以下关于可能原因的分析中，错误的是：可能是测试仪器的安装位置不正确，影响了数据的准确性。试验的飞行条件与设计条件不符，导致飞行器的性能表现不同。数据分析方法存在错误，对数据的解读出现偏差。那么，以下哪种情况最不可能导致飞行试验数据偏差？（）A.试验飞行员的操作习惯不同B.试验当天的天气状况良好C.飞行器的燃油品质发生变化D.试验场地的电磁环境干扰二、简答题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）详细阐述航空航天工程中飞行器设计的基本流程，包括需求分析、概念设计、初步设计、详细设计和验证阶段的主要任务和方法，以及各阶段之间的关系和迭代过程。2、（本题5分）详细论述航空发动机的燃烧技术，包括燃烧室内的燃料喷射、混合、燃烧过程和污染物生成机制。分析如何提高燃烧效率、降低污染物排放（如氮氧化物、碳烟）和减少燃烧不稳定现象，以及燃烧技术的发展趋势。3、（本题5分）深入探讨航空航天中的故障诊断与容错控制技术，包括基于模型的诊断方法、基于数据驱动的诊断方法和容错控制策略，分析故障诊断与容错控制技术在提高系统可靠性和可用性方面的作用。4、（本题5分）深入探讨飞行器的飞行性能优化方法，包括重量减轻、气动外形改进、发动机性能提升等方面的技术途径，分析如何在多学科设计优化框架下实现飞行器性能的综合提升。5、（本题5分）一架直升机在夜间飞行时，照明系统出现故障，飞行员依靠仪表和经验完成飞行。请分析照明系统故障的原因，评价对飞行安全的威胁，并提出提高直升机照明系统可靠性的措施。三、案例分析题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）一颗导航卫星在运行过程中，其原子钟出现了频率漂移，影响了导航精度。请探讨原子钟频率漂移的原因，如环境因素、器件老化、电磁干扰等，并提出保证原子钟稳定工作的措施和卫星导航系统的精度补偿方法。2、（本题5分）某型直升机的尾桨在飞行中突然失效，飞行员成功迫降。请分析尾桨失效的原因，比如机械故障、传动轴断裂或控制系统异常，评估飞行员的应急处置能力和直升机的安全冗余设计，以及对直升机飞行安全的警示意义，并提出改进尾桨设计和维护的措施。3、（本题5分）一家航空公司的客机在滑行阶段，起落架轮胎突然爆胎。请分析轮胎爆胎的原因，如轮胎磨损、气压过高或外物撞击，评估对飞机滑行安全和航班正常运行的影响，以及机场地面维护检查工作的不足之处，并提出预防起落架轮胎爆胎的措施和改进地面保障流程的建议。4、（本题5分）一架客机在降落过程中，刹车系统出现异常，导致飞机滑行距离过长。请分析刹车系统故障的可能原因，如液压系统泄漏、刹车片磨损等，探讨对飞机着陆安全的影响，并提出相应的维修和预防措施。5、（本题5分）某型无人机在海上飞行时，受到盐雾侵蚀，部分电子设备出现故障。请分析盐雾侵蚀对电子设备的影响途径，如电路板腐蚀、接插件接触不良或传感器精度下降，评估无人机的防护措施是否有效，以及对任务执行的影响程度，并提出加强无人机在海洋环境下的防护和维护措施。四、论述题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）全面论述飞机的电子设备电磁兼容性设计。探讨飞机上各类电子设备之间