湘潭大学兴湘学院《飞行器制导与控制》2023-2024学年第一学期期末试卷

自觉遵守考场纪律如考试作弊此答卷无效密自觉遵守考场纪律如考试作弊此答卷无效密封线第1页，共3页湘潭大学兴湘学院《飞行器制导与控制》

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30个小题，每小题1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、航空航天工程中的可靠性和安全性设计是至关重要的，任何一个小的故障都可能导致严重的后果。通过采用冗余设计、故障诊断和容错技术等可以提高系统的可靠性和安全性。那么，以下哪种冗余设计方式在飞行控制系统中最常用？（）A.硬件冗余B.软件冗余C.信息冗余D.时间冗余2、卫星的通信频段选择需要考虑多种因素，如带宽、干扰和传播特性等。假设一个卫星通信系统需要提供大容量的数据传输服务。以下哪种频段最适合？（）A.C频段B.Ku频段C.Ka频段D.L频段3、航空发动机的涡轮叶片在高温、高压的燃气环境中工作，需要承受巨大的热应力和机械应力。为了提高涡轮叶片的寿命和可靠性，通常会采用先进的冷却技术和材料。假设某型发动机的涡轮叶片寿命较短。以下哪种改进措施最有可能延长叶片寿命？（）A.优化叶片的冷却通道设计B.采用更耐高温的材料制造叶片C.对叶片进行表面处理，增加耐磨和抗氧化能力D.以上措施综合实施4、航天器的姿态控制对于其正常运行和完成任务至关重要。以下关于航天器姿态控制的描述，错误的是：（）A.航天器姿态控制可以通过喷气推进、动量轮等方式实现B.精确的姿态控制能够保证航天器上的仪器设备对准目标，进行有效观测和通信C.航天器在太空中不受外界干扰，姿态可以长期保持稳定，无需频繁控制D.姿态控制系统的设计需要考虑航天器的质量分布、转动惯量等因素5、航空航天工程中的飞行试验是验证飞行器性能和设计的重要手段。以下关于飞行试验的目的和内容，哪一项是错误的？（）A.飞行试验的目的是验证飞行器的设计指标、性能参数和飞行品质，发现潜在的问题并进行改进B.飞行试验包括性能试验、操稳试验、可靠性试验等多个方面，需要在不同的飞行条件下进行C.飞行试验的数据采集和分析对于评估飞行器的性能和改进设计具有重要意义D.飞行试验只需要在飞行器研制的末期进行一次，就可以确保飞行器的性能和安全性6、飞行器的燃油系统负责储存和供应燃油。对于燃油系统的设计要求，以下错误的是：（）A.确保燃油的可靠供应，避免出现燃油中断的情况B.燃油系统要具备防火、防爆的安全措施C.燃油系统的重量越轻越好，可以忽略燃油的储存量D.能够在不同的飞行姿态和加速度条件下正常工作7、飞机的噪声控制是航空领域的一个重要问题。以下关于飞机噪声的来源和控制方法，哪一项是不正确的？（）A.发动机噪声、空气动力噪声和机械噪声是飞机噪声的主要来源B.采用先进的发动机设计和消声技术可以降低发动机噪声C.优化飞机的外形和表面粗糙度可以减少空气动力噪声D.飞机噪声控制只需要在飞机设计阶段考虑，运营阶段无法采取措施降低噪声8、飞机的防冰系统对于在寒冷气象条件下的飞行安全至关重要。常见的防冰方法包括热气防冰、电加热防冰和机械除冰等。假设某型飞机在飞行中机翼出现结冰现象。以下哪种防冰方法最适合用于机翼除冰？（）A.热气防冰B.电加热防冰C.机械除冰D.以上方法结合使用9、有关卫星的姿态控制系统，以下对于自旋稳定和三轴稳定的控制方式的特点及适用范围，正确的是：（）A.自旋稳定方式结构简单，可靠性高，适用于对姿态精度要求不高的卫星；三轴稳定方式能够实现高精度的姿态控制，适用于通信、遥感等对姿态要求严格的卫星B.自旋稳定方式控制复杂，能耗高；三轴稳定方式则简单、节能C.自旋稳定方式已经被淘汰，三轴稳定方式是目前卫星姿态控制的唯一选择D.自旋稳定和三轴稳定方式在性能和特点上没有差异，卫星设计时可以随意选用10、航天器的姿态控制对于其正常运行和完成任务至关重要。以下关于航天器姿态控制的方式，哪一项是不正确的？（）A.可以通过喷气推进器产生的推力来调整航天器的姿态B.利用动量轮或控制力矩陀螺的角动量守恒原理来实现姿态控制C.采用太阳帆作为动力源，通过调整太阳帆的角度来控制航天器的姿态D.航天器的姿态一旦确定，就不需要再进行调整和控制11、在航空航天材料的研究中，金属基复合材料具有独特的性能。假设要在高温环境下使用金属基复合材料。以下关于其性能和应用的描述，哪一项是正确的？（）A.金属基复合材料的热膨胀系数与金属基体相同，不具有优势B.其在高温下的强度和韧性不如传统金属材料C.具有良好的高温强度、耐磨性和抗疲劳性能，适用于发动机部件D.金属基复合材料的制备工艺简单，成本低廉12、航天器的返回过程充满挑战。以下关于航天器返回的描述，不正确的是：（）A.航天器在返回时需要经历高温和高压的气动加热环境B.采用降落伞可以减缓航天器的下降速度，实现安全着陆C.航天器返回的轨道和时间可以随意选择，不受任何限制D.在返回过程中，需要精确控制航天器的姿态和速度13、飞机的自动驾驶系统依靠传感器获取飞机的状态信息，并根据预设的算法和程序进行控制。假设自动驾驶系统在飞行中出现误判，导致飞机偏离预定航线。以下哪个传感器最有可能提供了错误的信息？（）A.空速传感器B.高度传感器C.姿态传感器D.位置传感器14、在航天器的轨道机动中，需要精确计算推进剂的消耗和轨道变化。假设要将一颗卫星从低轨道转移到高轨道。以下关于轨道机动的原理和策略的描述，哪一项是正确的？（）A.轨道机动不需要考虑能量守恒定律，随意消耗推进剂即可B.低轨道到高轨道的转移可以通过一次短时间的大推力推进实现C.合理规划推进剂的使用，采用多次小推力推进或霍曼转移等方式，以最小的消耗实现轨道转移D.轨道机动的效果不受卫星初始轨道参数和推进系统性能的影响15、航空航天领域的材料疲劳问题是影响飞行器结构寿命的重要因素。材料在循环载荷作用下会逐渐产生裂纹并扩展，最终导致结构失效。那么，以下哪种方法可以有效检测材料的疲劳裂纹？（）A.超声波检测B.射线检测C.磁粉检测D.以上都可以16、飞行器的飞行控制是确保其安全稳定飞行的关键。现代飞行器通常采用电传操纵系统来控制飞行姿态。以下关于电传操纵系统的说法，哪一项是不准确的？（）A.电传操纵系统通过传感器感知飞行器的姿态和运动状态，并将信息传输给计算机B.计算机根据预设的控制律和传感器信息计算出操纵指令，控制舵面的运动C.电传操纵系统可以提高飞行器的操纵性能和稳定性，减少飞行员的工作负荷D.电传操纵系统完全不需要机械备份，因为其可靠性极高，不会出现故障17、在航天器的电源系统中，以下关于不同电源类型的特点，不正确的是：（）A.太阳能电池板在有阳光照射时能持续提供电能，但在阴影区域无法工作B.燃料电池具有高能量密度，但反应物质的储存和供应较为复杂C.核电源能够提供长期稳定的电能，但存在放射性安全问题D.化学电池重量轻、体积小，是航天器电源的首选18、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19、在火箭发射过程中，需要考虑地球自转的影响。以下关于地球自转对火箭发射的作用，错误的是：（）A.可以利用地球自转的速度，节省燃料B.在赤道附近发射火箭，具有一定的优势C.地球自转对火箭发射的方向没有影响D.不同纬度的发射场，地球自转的影响程度不同20、航天器的姿态控制对于其正常运行和完成任务至关重要。以下关于航天器姿态控制的方法，哪一项是不正确的？（）A.利用动量轮或控制力矩陀螺等装置产生控制力矩，调整航天器的姿态B.通过喷射推进剂产生反作用力矩，实现航天器的姿态控制C.利用太阳帆产生的光压力来控制航天器的姿态，这种方法适用于长期的姿态稳定控制D.航天器的姿态控制只需要在发射和轨道调整阶段进行，在正常运行阶段不需要进行姿态控制21、飞行器的结构振动问题可能影响飞行的舒适性和安全性。结构振动的原因包括发动机振动、气流激励等。那么，以下哪种方法可以有效地抑制结构振动？（）A.增加结构刚度B.安装减振装置C.优化结构设计D.以上都是22、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23、在太空探索任务中，生命支持系统是保障宇航员生存的关键。假设进行一次长期的载人火星任务。以下关于生命支持系统的功能和设计要求的描述，哪一项是最重要的？（）A.生命支持系统只需提供氧气，其他物质可以忽略B.系统的重量和体积不重要，只要能满足基本需求C.能够实现水、氧气和食物的循环再生，同时有效处理废物D.生命支持系统不需要考虑可靠性和可维护性，一次性使用即可24、飞行器的隐身技术是现代航空航天领域的重要研究方向之一。隐身技术主要通过减少飞行器对电磁波的反射和散射来降低其可探测性。外形设计、吸波材料和等离子体隐身等是常见的隐身手段。以下哪种隐身手段对于降低飞行器的雷达散射截面积效果最为显著？（）A.优化外形设计B.使用吸波材料C.采用等离子体隐身D.以上手段综合运用25、在飞行器的飞行性能评估中，爬升率是一个重要的指标。以下关于爬升率的影响因素，错误的是：（）A.发动机推力越大，爬升率越高B.飞行器重量越轻，爬升率越高C.空气密度越大，爬升率越高D.机翼升力系数越大，爬升率越高26、在航空航天领域，飞行试验是验证飞行器性能的重要手段。关于飞行试验的目的，以下说法不正确的是：（）A.检验飞行器的设计是否满足要求B.发现潜在的问题和缺陷，进行改进C.评估飞行器在不同环境条件下的性能D.飞行试验只是为了获取数据，对飞行器的改进没有实际作用27、飞行器的自动驾驶技术在现代航空中得到了广泛应用。关于自动驾驶系统的功能，以下说法不正确的是：（）A.能够自动保持飞行高度、速度和航向B.可以根据气象条件自动调整飞行路线C.自动驾驶系统完全取代了飞行员的操作，不需要飞行员干预D.在紧急情况下，能够自动执行应急预案，保障飞行安全28、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29、飞行器的燃油系统设计需要考虑多方面因素。以下关于燃油系统的描述，不正确的是：（）A.燃油系统要确保在各种飞行姿态下都能稳定地向发动机供油B.燃油箱的布局和形状设计要考虑重心平衡和防泄漏等问题C.燃油滤清器可以过滤掉燃油中的杂质，保护发动机，但会增加燃油的阻力D.燃油系统的设计不需要考虑飞机的改型和升级需求，只满足当前型号的要求即可30、航空航天工程中的飞行器可靠性试验包括多种类型。以下关于可靠性试验的目的和分类，哪一项是不正确的？（）A.可靠性试验的目的是验证飞行器在规定条件下的可靠性和耐久性，发现潜在的故障和缺陷B.可靠性试验包括环境试验、寿命试验、可靠性增长试验等多种类型C.环境试验模拟飞行器在不同的环境条件下的工作情况，如温度、湿度、振动等D.可靠性试验只需要在实验室中进行，不需要进行实际飞行试验二、论述题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）航空航天飞行器的气动噪声预测与控制是降低噪声污染和提高乘坐舒适性的重要研究方向。请详细论述气动噪声的产生源和传播途径，研究噪声预测的数值方法和实验技术，分析噪声控制的主动和被动措施，如消声器设计、声源优化和边界层控制等，以及在飞行器设计中如何综合考虑气动性能和噪声控制。2、（本题5分）全面论述航空航天领域中的复合材料制造技术。探讨复合材料的成型工艺、质量控制和性能检测方法。研究如何提高复合材料的制造效率、降低成本，并保证其在航空航天结构中的可靠性和一致性。3、（本题5分）详细分析航天器的太阳能帆板技术，包括帆板的结构设计、驱动机构和姿态控制等方面。探讨太阳能帆板在航天器能源供应中的作用和重要性，分析如何提高太阳能帆板的转换效率和可靠性，以及在复杂空间环境下太阳能帆板的防护和维护措施。4、（本题5分）详细分析高超音速飞行器的关键技术和面临的挑战，包括气动加热、推进系统、材料和结构等方面。探讨高超音速飞行器在军事和民用领域的应用前景和战略意义，以及国际上高超音速飞行器的发展现状和竞争态势。5、（本题5分）详细论述航空发动机的涡轮叶片冷却技术，包括内部对流冷却、气膜冷却、发汗冷却等方法。探讨冷却技术对涡轮叶片材料选择和制造工艺的要求，分析冷却效果的评估方法和优化策略，以及先进冷却技术在提高发动机性能和可靠性方面的贡献。三、简答题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）详细阐述航天器的轨道机动技术，包括变轨的原理、所需的动力来源、控制策略，