信阳涉外职业技术学院《飞机结构与系统》2023-2024学年第一学期期末试卷

站名：站名：年级专业：姓名：学号：凡年级专业、姓名、学号错写、漏写或字迹不清者，成绩按零分记。…………密………………封………………线…………第1页，共1页信阳涉外职业技术学院

《飞机结构与系统》2023-2024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25个小题，每小题1分，共25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设计对于确保飞行器和航天器的安全运行至关重要。假设一个关键的航空航天部件需要极高的可靠性。以下关于可靠性设计方法和策略的描述，哪一项是有效的？（）A.不进行故障模式和影响分析，依靠经验设计B.采用冗余设计和容错技术，提高系统的可靠性C.只关注部件的性能，不考虑其可靠性和可维护性D.可靠性设计对成本和重量的影响可以忽略不计2、关于航天器的发射过程，以下对于运载火箭的级数和分离方式的描述，错误的是（）A.运载火箭通常采用多级设计，通过逐级分离来提高最终的速度和轨道高度B.级间分离可以采用热分离和冷分离两种方式，热分离速度快，但对结构和控制系统要求高C.运载火箭的级数越多，发射效率越高，因此在设计时应尽量增加级数D.合理选择运载火箭的级数和分离方式需要综合考虑任务需求、技术难度和成本等因素3、在卫星的轨道维持和调整中，需要消耗一定的燃料和能量。假设一颗卫星的轨道出现偏差。以下关于轨道维持策略和能源消耗的描述，哪一个是恰当的？（）A.频繁进行小幅度的轨道调整可以节省燃料，提高卫星寿命B.轨道维持所需的燃料消耗与卫星的质量无关，只与轨道高度有关C.可以通过利用太阳能来补充轨道维持所需的能源，完全替代燃料D.合理规划轨道维持操作可以在保证卫星性能的前提下降低能源消耗4、在航空航天领域，飞行器的动力系统至关重要。以下关于喷气式发动机的工作原理，哪一项描述是不准确的？（）A.通过燃烧燃料产生高温高压气体，向后喷出产生推力B.进气道将空气引入发动机，经过压气机压缩后进入燃烧室C.涡轮机从燃烧后的气体中提取能量，驱动压气机和其他部件D.喷气式发动机的推力大小只取决于燃料的燃烧效率，与进气量无关5、飞行器在大气层中飞行时，会与空气产生摩擦，导致表面温度升高。为了保护飞行器的结构和设备，需要采用有效的热防护措施。热防护系统可以分为被动热防护和主动热防护。被动热防护的主要方式是：（）A.利用冷却剂进行降温B.采用耐高温材料C.安装散热风扇D.发射激光进行降温6、在飞机的飞行控制系统中，关于电传操纵系统和机械操纵系统的比较，以下说法正确的是：（）A.电传操纵系统响应速度慢，可靠性低，但重量轻；机械操纵系统则响应速度快，可靠性高，重量较大B.电传操纵系统通过电信号传递指令，具有响应速度快、精度高、重量轻和可靠性高的优点；机械操纵系统依靠机械连杆传递指令，存在重量大、响应慢和维护复杂的问题C.电传操纵系统结构复杂，维护成本高，只适用于小型飞机；机械操纵系统结构简单，成本低，适用于各种类型的飞机D.电传操纵系统和机械操纵系统在性能和特点上没有明显差异，可以随意选择使用7、飞行器在高空飞行时，会面临低温、低压、低氧等极端环境条件。为了保证飞行员和乘客的生命安全，需要有完善的生命支持系统。假设一架飞机在高空飞行时，舱内压力突然下降。以下哪个系统会首先启动以保障人员安全？（）A.氧气供应系统B.压力调节系统C.空调系统D.紧急呼叫系统8、飞行器的飞行控制系统中的自动驾驶功能可以减轻飞行员的工作负担，并提高飞行的准确性和稳定性。假设一架飞机的自动驾驶系统在某些情况下无法正常工作。以下关于可能原因的分析中，错误的是：可能是传感器的数据采集出现故障，导致自动驾驶系统无法获取准确的飞行信息。自动驾驶系统的软件存在漏洞，导致控制逻辑错误。飞机的气动特性发生变化，超出了自动驾驶系统的适应范围。那么，以下哪种情况最不可能导致自动驾驶失效？（）A.飞机遭遇强气流B.自动驾驶系统的硬件老化C.飞行员误操作了相关按钮D.飞机的通信频率被占用9、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10、在航空航天工程中，可靠性和安全性是至关重要的。以下关于可靠性和安全性设计的原则，哪一项是不正确的？（）A.采用冗余设计可以提高系统的可靠性，即在关键部位设置备份组件B.故障树分析是一种常用的可靠性和安全性分析方法，可以找出潜在的故障模式和原因C.可靠性和安全性设计只需要在产品设计阶段考虑，生产和运营阶段不需要关注D.持续的监测和评估可以及时发现系统中的潜在问题，采取措施进行改进11、在飞行器的飞行控制系统中，自动驾驶仪的功能日益强大。以下关于自动驾驶仪的作用，不正确的是：（）A.减轻飞行员的工作负担B.提高飞行的精度和稳定性C.能够完全替代飞行员进行复杂的飞行操作D.在紧急情况下可以自动采取避险措施12、卫星的通信频段有多种选择，不同频段具有不同的特点和应用场景。Ku频段和Ka频段常用于卫星通信，Ku频段的特点是：（）A.频率较低，雨衰较小B.频率较低，雨衰较大C.频率较高，雨衰较小D.频率较高，雨衰较大13、航空发动机是飞行器的核心部件之一，其性能直接影响飞行器的飞行能力。假设在研发一款新型航空发动机，需要提高其燃油效率和推力。以下关于航空发动机的工作原理和优化策略的描述，哪一项是最有效的？（）A.增加发动机的压气机级数，必然能提高燃油效率和推力B.单纯提高燃烧室温度，无需考虑材料的耐热性能C.优化涡轮叶片的形状和材料，以提高能量转换效率D.减少发动机的零部件数量，就能降低重量和提高性能14、对于航空电子设备，以下关于飞行管理系统和自动驾驶系统的功能和作用，错误的是（）A.飞行管理系统可以规划飞行航线、计算燃油消耗、监控飞机性能等，提高飞行的经济性和安全性B.自动驾驶系统能够按照预设的程序控制飞机的飞行姿态、速度和高度，减轻飞行员的工作强度C.飞行管理系统和自动驾驶系统是相互独立的，没有任何关联和交互D.随着技术的发展，飞行管理系统和自动驾驶系统的智能化程度不断提高，能够更好地适应复杂的飞行环境15、在飞行器的飞行控制系统中，以下哪种控制律适用于应对大迎角飞行时的非线性气动力？（）A.比例控制律B.积分控制律C.微分控制律D.自适应控制律16、航天器的姿态控制通常采用动量轮、喷气推进器等装置。姿态控制系统要能够精确地调整航天器的姿态，以满足任务需求。假设一个航天器在姿态调整过程中出现了较大的误差。以下关于可能原因的分析中，错误的是：可能是动量轮的转速控制不准确，无法产生预期的力矩。喷气推进器的推力大小或方向存在偏差。传感器提供的姿态信息有误，导致控制系统做出错误的决策。那么，以下哪种情况最不可能导致姿态控制误差较大？（）A.航天器受到微小陨石撞击B.姿态控制系统的电源电压波动C.航天器内部设备的布局改变D.宇宙射线对电子元件的干扰17、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18、飞行器的飞行数据记录对于事故分析和飞行改进具有重要意义。以下关于飞行数据记录器的描述，不正确的是：（）A.飞行数据记录器可以记录多种飞行参数和驾驶舱声音B.飞行数据记录器能够在事故后保持完好，提供重要线索C.飞行数据记录器的数据可以实时传输到地面监控中心D.飞行数据记录器的存储容量是无限的，能够记录所有飞行数据19、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20、在卫星的姿态控制中，需要使用各种执行机构来调整卫星的姿态。假设一颗通信卫星由于受到外界干扰，姿态发生了偏差。为了快速准确地将卫星姿态调整回正常状态，以下哪种执行机构最适合使用？（）A.动量轮B.反作用轮C.磁力矩器D.推进器21、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22、飞机的飞行控制系统中的传感器会受到外界干扰和噪声的影响，从而影响控制精度。为了提高传感器的可靠性和抗干扰能力，通常会采用滤波和信号处理技术。假设某型飞机的高度传感器受到噪声干扰，导致高度数据不准确。以下哪种滤波方法最有可能有效去除噪声？（）A.低通滤波B.高通滤波C.带通滤波D.数字滤波23、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24、飞行器的空气动力学性能优化是提高飞行效率和性能的重要手段。通过改进飞行器的外形、表面粗糙度等可以降低阻力，提高升阻比。那么，以下哪种外形改进措施对降低阻力效果最显著？（）A.采用流线型外形B.增加机翼后掠角C.减小飞行器的迎风面积D.以上都很显著25、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二、简答题（本大题共4个小题，共20分)1、（本题5分）深入探讨航空航天中的可靠性增长管理，解释可靠性增长的概念和实现途径，分析可靠性增长试验的规划和数据评估方法，以提高产品的可靠性水平。2、（本题5分）深入探讨航天器的热控制技术，包括被动热控制（如隔热材料、散热片）和主动热控制（如加热器、制冷器、流体循环系统）的原理和应用。分析在不同轨道环境和任务需求下，如何选择和优化热控制方案。3、（本题5分）论述航空航天领域中的飞行控制律设计方法，解释如何根据飞行器的动态特性和任务要求确定控制参数。分析控制律在应对外界干扰和系统故障时的鲁棒性。4、（本题5分）详细解释气动弹性问题对飞行器的影响和解决途径，包括结构振动、操纵性能变化和稳定性问题等。探讨在设计阶段如何进行气动弹性分析和试验，以及如何采用主动控制和结构优化方法来减轻其影响。三、案例分析题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）在一次火箭发动机高空模拟试验中，发动机推力出现不稳定现象。探讨发动机推力不稳定的可能原因，对火箭性能的影响，以及如何通过改进设计和试验方法来提高发动机在高空环境下的推力稳定性。2、（本题5分）一家航空公司的客机在长途飞行中，客舱内的压力调节系统出现故障，导致部分乘客出现身体不适。请研究可能导致压力调节系统故障的因素，如机械故障、传感器失效等，评估这一故障对乘客健康和飞行安全的潜在威胁，并提出相应的维修和改进方案。3、（本题5分）在一次客机紧急降落过程中，刹车系统过热失效，险些酿成事故。探讨刹车系统过热失效的可能原因，对紧急降落的影响，以及如何改进刹车系统的设计和散热性能以提高其可靠性。4、（本题5分）某航天探测器在火星着陆后，其车轮出现严重磨损，影响了探测器的移动能力。分析车轮磨损的原因，可能是火星表面地质条件复杂、车轮材料强度不足或行驶策略不当等，并研究如何改进车轮设计和优化行驶方案。5、（本题5分）一颗卫星在太空运行时，其电源系统出现故障，导致卫星供电不足。通过分析，发现是太阳能电池板的输出功率下降和蓄电池老化。请研究电源系统故障对卫星工作的影响，分析造成故障的原因，并提出卫星电源系统的备份和维护方案。四、论述题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）深入探讨航空航天中的数值模拟方法（如CFD、FEA等）在飞行器设计中的应用，包括模型建立、算法