中国矿业大学（北京）《飞行器系统分析与设计》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页中国矿业大学（北京）《飞行器系统分析与设计》

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、航空航天中的数值模拟技术在设计和分析中发挥着重要作用。假设在对一种新型飞行器的外流场进行数值模拟时，发现计算结果与风洞试验存在较大偏差。以下哪种原因最有可能导致这种偏差？（）A.网格划分不够精细B.物理模型不准确C.边界条件设置错误D.以上都有可能2、在航空航天工程中的复合材料应用，以下对于碳纤维复合材料和玻璃纤维复合材料的性能差异，不正确的是（）A.碳纤维复合材料具有更高的强度和模量，但价格相对较高B.玻璃纤维复合材料的耐腐蚀性能优于碳纤维复合材料C.碳纤维复合材料在高温环境下的性能比玻璃纤维复合材料稳定D.在航空航天领域，玻璃纤维复合材料的应用范围比碳纤维复合材料更广泛3、在航空航天工程中的飞行仿真技术，以下关于全动飞行模拟器和桌面飞行模拟器的功能和应用，错误的是（）A.全动飞行模拟器可以提供逼真的飞行体验，包括运动感觉和视觉效果，主要用于飞行员的训练B.桌面飞行模拟器则侧重于飞行程序和操作流程的训练，成本较低，适用于个人爱好者和初级学员C.飞行仿真技术可以帮助飞行员熟悉飞机性能、应对突发情况，提高飞行技能D.飞行仿真技术只能用于飞行训练，不能用于飞机设计和性能评估4、航天器的电源系统是保障其正常运行的关键之一。常见的航天器电源系统包括太阳能电池阵、蓄电池和核电源等。以下关于航天器电源系统的选择和设计，哪一项是错误的？（）A.对于近地轨道航天器，太阳能电池阵通常是首选的电源方案，因为其能量供应充足且可靠B.对于深空探测任务，由于距离太阳较远，太阳能电池阵的效率降低，核电源可能是更合适的选择C.蓄电池可以在航天器进入阴影区或太阳能电池阵故障时提供临时的电力支持，但能量密度较低D.航天器电源系统的设计只需要考虑能量供应的需求，不需要考虑重量、体积和可靠性等因素5、航空航天工程中的飞行器制造工艺包括多种技术和方法。以下关于飞行器复合材料制造工艺，哪一项是不准确的？（）A.复合材料制造工艺包括手糊成型、缠绕成型、拉挤成型等，不同工艺适用于不同的结构和形状B.自动铺丝技术可以提高复合材料构件的制造效率和质量，减少人工操作的误差C.复合材料制造过程中需要进行严格的质量控制和检测，确保构件的性能和可靠性D.复合材料制造工艺简单，成本低，可以大规模应用于飞行器的所有结构部件6、卫星的轨道机动需要消耗推进剂。假设一颗卫星需要从低轨道转移到高轨道，为了减少推进剂的消耗，以下哪种轨道转移方式最优化？（）A.霍曼转移B.双椭圆转移C.脉冲式转移D.连续推力转移7、火箭发动机的工作原理是通过燃烧推进剂产生高温高压气体，从而产生推力。不同类型的火箭发动机，如液体火箭发动机和固体火箭发动机，具有不同的特点和应用场景。那么，液体火箭发动机的主要优点是？（）A.推力大B.结构简单C.可多次启动D.储存方便8、飞行器的飞行环境包括大气环境和太空环境。在大气高层，稀薄气体效应会对飞行器的性能产生影响。以下关于稀薄气体效应的描述，哪一项是错误的？（）A.稀薄气体效应会导致飞行器的阻力减小，升力降低B.稀薄气体效应使得传统的空气动力学理论不再适用，需要采用特殊的计算方法和模型C.飞行器在稀薄气体环境中飞行时，表面的热交换过程会发生变化，影响热防护设计D.稀薄气体效应只在飞行器进入太空后才会出现，在大气层内飞行时可以忽略不计9、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10、在卫星通信系统中，信号的传输和接收质量受到多种因素的影响。假设一个卫星通信地面站接收信号不稳定。以下关于可能的原因和解决方法的描述，哪一项是准确的？（）A.大气层的电离层干扰无法避免，只能接受信号不稳定的情况B.地面站的天线增益不足，更换更大尺寸的天线一定能解决问题C.卫星轨道的偏差会导致信号传输时间变化，无法进行补偿D.多径传播会造成信号衰落，可以采用分集接收技术来改善11、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12、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13、在航天器的返回过程中，需要经历高温、高压等极端环境。假设一个返回式卫星在再入大气层时，表面温度急剧升高。为了保护卫星内部的设备和人员安全，以下哪种热防护措施最关键？（）A.烧蚀防热B.辐射防热C.隔热瓦D.热沉式防热14、在航空航天发动机的燃烧过程中，燃料的雾化效果对燃烧效率有重要影响。以下关于燃料雾化的描述，不正确的是：（）A.雾化后的燃料液滴越小，燃烧越充分B.燃料的雾化主要依靠喷油嘴的设计和工作参数C.雾化过程只与燃料的物理性质有关，与燃烧室内的压力和温度无关D.良好的雾化效果可以降低污染物的排放15、航天器的对接是一项复杂而精细的操作，需要精确的控制和导航系统。在对接过程中，需要考虑相对速度、姿态和位置等因素。为了实现航天器的精准对接，通常会使用：（）A.激光测距仪B.雷达传感器C.光学相机D.以上设备结合使用二、简答题（本大题共4个小题，共20分)1、（本题5分）论述航天器的轨道转移过程中的轨道动力学问题，分析如何进行精确的轨道规划和控制。2、（本题5分）详细说明航空发动机的尾气再循环技术的原理和应用前景，讨论其对发动机性能和环保的影响。3、（本题5分）深入探讨航空航天中的通信技术，包括卫星通信、深空通信、航空通信等的特点和技术挑战，分析通信频段的选择、信号调制解调、天线设计等方面的关键技术。4、（本题5分）全面剖析航空发动机的涡轮设计，包括涡轮叶片材料、冷却技术、气动设计等方面，解释涡轮的工作原理和性能要求，分析先进涡轮设计技术对发动机性能提升的作用。三、论述题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）全面论述飞机的飞行安全评估体系，包括风险识别、风险评估和风险控制的方法和流程，以及安全管理措施的有效性评估。2、（本题5分）详细分析飞机结构的损伤检测技术，探讨无损检测方法（如超声检测、射线检测、涡流检测）的原理和应用。研究损伤检测在飞机维护和适航中的重要性，以及如何提高检测的灵敏度和准确性。3、（本题5分）详细分析航天器的通信链路和数据传输技术，包括射频通信、激光通信和卫星通信等。探讨不同通信方式的特点和适用场景，分析数据传输过程中的误码率控制、加密和解密等关键技术，以及如何提高通信链路的可靠性和带宽利用率。4、（本题5分）详细阐述航空航天中的飞行模拟训练设备，如飞行模拟器、训练舱和虚拟现实系统。分析模拟训练设备的功能和性能要求，以及如何为飞行员提供逼真的训练环境和有效的训练课程。研究飞行模拟训练在提高飞行员技能和保障飞行安全方面的作用和效果评估。5、（本题5分）全面论述人机工效学在航空航天中的应用和重要性，包括驾驶舱布局、操作界面设计、工作负荷评估等。探讨如何通过人机工效学设计提高飞行员和航天员的工作效率和安全性。四、案例分析题（本大题共4个小题，共40分)1、（本题10分）某航天器的姿态敏感器在工作过程中出现数据漂移，影响了姿态控制精度。请分析姿态敏感器数据漂移的可能原因，如温度变化、电磁干扰等，评估对航天器姿态稳定的影响，并提出提高敏感器性能和可靠性的方案。2、（本题10分）一家航天企业研发的新型太空舱在热真空试验中，出现舱内温度分布不均匀的问题。请分析温度分布不均匀的原因，可能是隔热材料性能差异、热交换系统故障或舱体结构设计不合理，评估对太空舱内设备和航天员舒适度的影响，以及采取的温度调节措施的效果，并建议如何优化太空舱的热控设计和试验方法。3、（本题10分）一架飞机在高空飞行时，驾驶舱内的多个仪表突然同时失灵，给飞行员的操作带来极大困难。幸运的是，飞行员凭借经验成功返航。事后