郑州信息工程职业学院《简明空气动力学》2023-2024学年第一学期期末试卷

学校________________班级____________姓名____________考场____________准考证号学校________________班级____________姓名____________考场____________准考证号…………密…………封…………线…………内…………不…………要…………答…………题…………第1页，共3页郑州信息工程职业学院《简明空气动力学》

2023-2024学年第一学期期末试卷题号一二三四总分得分批阅人一、单选题（本大题共15个小题，每小题1分，共15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、在航天器的电源系统中，以下关于太阳能电池阵和蓄电池的工作原理和特点，错误的是（）A.太阳能电池阵通过将太阳光转化为电能为航天器提供能源，在光照充足时工作效率高B.蓄电池在航天器处于阴影区或太阳能电池阵供电不足时提供电能，具有储能和放电的功能C.随着技术的进步，太阳能电池阵的转化效率不断提高，但其重量和体积也相应增加D.合理配置太阳能电池阵和蓄电池的容量可以保证航天器在不同轨道和工作状态下的能源供应2、在航空航天材料的研发中，需要综合考虑性能、成本和可制造性等因素。假设正在开发一种用于飞行器结构的新材料。以下关于材料研发过程的描述，哪一个是正确的？（）A.新材料的性能测试只需要在实验室条件下进行，不需要进行实际飞行验证B.为了追求高性能，可以不考虑材料的成本和制造难度C.材料的疲劳性能和耐腐蚀性能在航空航天应用中不重要D.与现有材料的兼容性和可替代性应该在研发过程中予以考虑3、航天器的热控系统用于维持设备的正常工作温度。假设一个卫星在日照和阴影区交替运行。以下关于热控系统的工作原理和设计要点的描述，哪一项是正确的？（）A.热控系统只需要在日照区工作，阴影区无需控制温度B.采用被动热控措施即可满足所有温度控制需求C.结合被动热控和主动热控手段，如隔热材料、散热片、加热装置等，根据卫星的热环境进行调节D.热控系统的设计不考虑卫星内部设备的发热情况4、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5、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6、航天器的轨道设计和控制是航天任务成功的关键之一。例如，卫星需要被送入特定的轨道，以实现其预定的功能。在轨道控制中，需要考虑到地球引力、大气阻力、太阳辐射压力等因素的影响。假设一颗低轨道卫星的轨道高度逐渐降低，需要进行轨道提升操作。以下哪种推进方式最适合进行轨道提升？（）A.化学推进B.电推进C.太阳帆推进D.核推进7、在航空发动机的压气机设计中，要提高压气机的增压比和效率，同时避免喘振现象的发生。喘振是一种不稳定的工作状态，会对发动机造成严重损害。假设某型发动机的压气机出现喘振。以下关于可能原因的分析中，错误的是：可能是进气道设计不合理，导致气流进入压气机时不均匀。压气机叶片的安装角度不正确，影响了气流的流动。发动机的转速变化过快，使压气机工作点进入喘振区。那么，以下哪种情况最不可能导致压气机喘振？（）A.压气机内部有异物B.燃油喷射量突然增加C.大气温度降低D.压气机的级数过多8、飞行器的隐身技术旨在降低其被探测的概率。以下关于隐身技术的原理，不正确的是：（）A.通过改变外形减少雷达反射截面积B.使用吸波材料吸收雷达波C.降低飞行器的红外辐射特征D.隐身技术可以使飞行器完全不被任何探测手段发现9、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10、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11、在飞机的结构强度设计中，关于疲劳寿命和静强度的关系，以下阐述恰当的是：（）A.疲劳寿命主要考虑飞机结构在重复载荷作用下的耐久性，静强度则关注结构在一次性极限载荷下的承载能力，两者同等重要，相互关联B.静强度是飞机结构设计的首要考虑因素，疲劳寿命相对次要，可以在后续的维护中解决C.疲劳寿命取决于材料的特性，与结构设计和载荷情况无关；静强度则完全由结构设计决定D.飞机结构只需满足静强度要求，疲劳寿命对飞机的安全性影响不大12、卫星通信中的频段选择对于通信质量和容量有重要影响。不同频段具有不同的传播特性和可用带宽。那么，在卫星通信中，以下哪个频段通常具有较高的带宽和较好的传播特性？（）A.C频段B.Ku频段C.Ka频段D.以上都不错13、在航天器的轨道力学中，轨道的类型和参数决定了航天器的运行轨迹和任务需求。假设一颗地球观测卫星需要在特定的太阳同步轨道上运行，以保证对地球表面的均匀观测。为了实现这一轨道，卫星的轨道高度和轨道倾角应满足以下哪种条件？（）A.低轨道高度，小倾角B.高轨道高度，大倾角C.中等轨道高度，特定的倾角D.任意轨道高度，任意倾角14、航天器的姿态测量系统通常包括陀螺仪、星敏感器、太阳敏感器等设备。这些设备协同工作，为航天器的姿态控制提供准确的测量数据。假设某颗卫星的姿态测量数据出现偏差。以下哪个设备最有可能出现故障？（）A.陀螺仪B.星敏感器C.太阳敏感器D.以上设备都有可能15、在航空航天领域，飞行器的设计需要考虑众多因素，包括空气动力学、结构强度、推进系统等。以飞机为例，机翼的形状和结构对于飞行性能有着至关重要的影响。后掠翼能够减小高速飞行时的阻力，但其结构较为复杂。在设计后掠翼时，需要综合考虑机翼的强度、重量和气动性能。当飞机在高速飞行时，后掠翼产生的升力分布特点是：（）A.升力集中在翼尖B.升力均匀分布在整个机翼C.升力集中在机翼根部D.升力先集中在翼尖，然后向根部转移二、简答题（本大题共4个小题，共20分)1、（本题5分）阐述卫星导航系统中的差分定位技术的原理和应用，分析其提高定位精度的效果和局限性。2、（本题5分）论述航空航天领域中的飞行器飞行动力学建模中的不确定性处理方法，分析如何提高模型的预测精度。3、（本题5分）全面分析航天器的热防护系统材料选择，如烧蚀材料、陶瓷隔热材料和金属热防护材料等的性能特点和适用范围。解释在再入大气层等高热环境下热防护材料的工作原理和失效机制，以及新型热防护材料的研究进展。4、（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。三、论述题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）深入探讨飞机的飞行控制系统的故障诊断与容错控制技术，包括故障检测算法、容错控制策略和系统重构方法等。2、（本题5分）全面论述飞机的飞行管理系统，包括导航管理、性能管理和自动驾驶耦合等功能模块，以及系统的人机交互界面设计。3、（本题5分）深入探讨航空发动机的燃烧室内流场特性和燃烧组织优化，包括气流速度分布、燃料喷射模式和火焰传播过程等方面。分析燃烧室内流场对燃烧效率和污染物排放的影响，探讨如何通过数值模拟和实验研究来优化燃烧组织，提高发动机的性能和环保指标。4、（本题5分）深入论述航天器的姿态确定与控制系统中的敏感器技术，如太阳敏感器、星敏感器、地球敏感器等。研究敏感器的工作原理、精度和可靠性，分析敏感器数据的融合和处理方法，以及敏感器在复杂空间环境中的适应性和抗干扰能力。5、（本题5分）深入探讨航空发动机的叶尖间隙控制技术，包括主动间隙控制和被动间隙控制的方法和原理。分析叶尖间隙对发动机性能的影响，探讨如何在不同工作条件下精确控制叶尖间隙，提高发动机的效率和可靠性，以及叶尖间隙控制技术的发展趋势和应用前景。四、案例分析题（本大题共4个小题，共40分)1、（本题10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。2、（本题10分）一架直升机在海上平台起降时，受到海风和平台气流的干扰，出现起降困难。研究海风和平台气流对直升机起降的影响，对海上作业的挑战，以及如何通过飞行员训练和技术改进来提高起降的安全性和稳定性。3、（本题10分）在一次火箭发射过程中，火箭在上升阶段出现