北京联合大学《卫星工程》2023-2024学年第二学期期末试卷

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《卫星工程》2023-2024学年第二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、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2、航空航天飞行器的飞行轨迹规划需要考虑多种约束条件，如地形、气象、空中交通管制等。假设一架飞机需要在复杂气象条件下进行绕飞。以下哪个因素在轨迹规划中最为关键？（）A.气象预报的准确性B.飞机的剩余燃油量C.绕飞路线的安全性D.空中交通管制的指令3、航空航天领域的仿真技术在设计和研发中发挥着重要作用。以下关于仿真技术的描述，正确的是：（）A.仿真技术可以在飞行器制造出来之前，对其性能进行预测和评估B.仿真模型越复杂，仿真结果就越准确，因此应该尽可能增加模型的复杂度C.仿真技术只能用于飞行器的性能分析，不能用于控制系统的设计和验证D.仿真结果完全可以替代实际飞行试验，不需要进行真实的飞行测试4、对于航空发动机的压气机，以下关于轴流式压气机和离心式压气机的特点描述，正确的是：（）A.轴流式压气机气流沿轴向流动，增压比高，流量大，结构复杂；离心式压气机气流沿径向流动，增压比低，流量小，结构简单B.轴流式压气机结构简单，易于制造和维护；离心式压气机则增压能力强，效率高，适用于大型发动机C.轴流式压气机适用于小型航空发动机，离心式压气机主要用于大型航空发动机D.轴流式压气机和离心式压气机在工作原理、性能和应用上基本相同，没有明显区别5、在航空航天工程中，系统工程方法用于综合考虑各个方面的因素。以下关于系统工程的描述，不正确的是：（）A.系统工程强调从整体出发，优化系统的性能和效益B.系统工程需要对系统的需求、设计、实现和验证进行全过程管理C.系统工程方法只适用于大型复杂的航空航天项目，小型项目不需要D.系统工程中，各子系统之间的接口和协同关系需要精心设计6、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7、飞行器的燃油系统负责储存和供应燃油。以下关于燃油系统的设计和要求，哪一项是不正确的？（）A.燃油系统需要保证在各种飞行姿态和条件下能够稳定地供应燃油B.要具备防火、防爆和防泄漏的功能C.燃油箱的布局和形状应考虑飞机的重心和气动性能D.燃油系统的设计不需要考虑燃油的重量和消耗率，只要保证有足够的燃油就行8、飞机的燃油系统负责储存和供应燃油，需要保证燃油的安全、可靠输送。在燃油系统设计中，需要考虑防火、防爆、防泄漏等因素。那么，以下哪种措施可以有效防止燃油泄漏？（）A.采用高质量的密封件B.增加燃油管道的壁厚C.定期检查和维护燃油系统D.以上都是9、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10、在航空航天工程中，空气动力学是研究飞行器与空气相互作用的学科。对于高速飞行器，激波的产生会对其性能产生显著影响。假设一架超音速飞机在飞行中遇到了激波阻力增大的问题。以下关于可能原因的分析中，错误的是：可能是飞机的外形设计不合理，导致激波强度增加。飞行速度超过了设计的最大超音速速度。大气条件的变化，如温度和湿度的改变，影响了激波的形成。那么，以下哪种情况最不可能导致激波阻力增大？（）A.飞机的表面粗糙度增加B.飞机的机翼后掠角减小C.飞机的发动机推力减小D.飞机的飞行高度降低11、在航空航天领域，飞行器的结构设计至关重要。假设一种新型飞行器正在研发中，其需要在高速飞行和极端环境下保持结构完整性。以下关于飞行器结构材料的选择和设计原则的描述，哪一项是正确的？（）A.应优先选择密度大但强度高的材料，以保证结构稳定性B.只考虑材料的强度，忽略其韧性和耐腐蚀性C.综合考虑材料的力学性能、重量、成本和可加工性等因素D.选择单一材料即可满足所有结构需求，无需进行复合材料的设计12、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13、在飞行器的结构设计中，考虑到减重和强度要求，通常会采用复合材料。以下关于复合材料的特点，错误的是（）A.具有比传统金属材料更高的强度重量比B.可以根据设计需求定制其性能和形状C.复合材料的制造工艺简单，成本较低D.具有良好的抗疲劳和耐腐蚀性能14、在航空发动机的燃烧过程中，以下关于燃油喷射和燃烧组织的描述，不正确的是（）A.燃油喷射系统需要将燃油均匀地喷入燃烧室，与空气充分混合，以实现高效燃烧B.燃烧室内的气流组织和火焰传播方式对燃烧效率和稳定性有重要影响C.采用先进的燃油喷射技术可以降低污染物的排放，提高发动机的经济性和环保性能D.航空发动机的燃烧过程是一个绝热过程，不需要考虑热量的散失15、航空发动机的涡轮叶片在高温、高压和高速旋转的恶劣环境下工作，对材料的性能要求极高。高温合金是制造涡轮叶片的常用材料之一，其具有良好的高温强度和抗氧化性能。为了进一步提高涡轮叶片的性能，还可以采用：（）A.表面涂层技术B.增加叶片厚度C.改变叶片形状D.降低叶片转速16、卫星通信系统在现代通信中发挥着重要作用。假设一颗地球同步轨道通信卫星出现了信号传输问题，需要对其进行故障诊断。以下关于可能的故障原因和解决方法的描述，哪一项是准确的？（）A.卫星的太阳能电池板损坏，导致电力不足，只能等待卫星自然退役B.通信天线的指向偏差，可以通过地面控制站发送指令调整天线角度来解决C.卫星上的电子设备老化，唯一的办法是派遣宇航员进行维修D.卫星轨道发生偏移，由于无法调整，将导致卫星通信完全中断17、在飞行器的飞行性能计算中，需要考虑多种因素，如升阻比、重量和燃油消耗等。假设一架飞机在给定的飞行条件下，要提高航程。以下哪种方法最有效？（）A.增加飞机的载油量B.提高飞机的升阻比C.减轻飞机的结构重量D.降低飞行速度18、在航空航天工程中，可靠性和安全性是首要考虑的因素。以下关于可靠性设计的描述，不正确的是：（）A.采用冗余设计可以提高系统的可靠性B.对关键部件进行严格的质量检测和筛选C.可靠性设计只需要在产品设计阶段考虑，后续生产过程中无需关注D.进行故障模式和影响分析，提前预防可能出现的故障19、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20、在航天器的姿态确定系统中，常用的传感器包括陀螺仪和星敏感器。关于星敏感器的特点，以下错误的是：（）A.星敏感器能够高精度地测量航天器的姿态B.不受地球磁场和其他干扰因素的影响C.星敏感器在有云层遮挡时无法正常工作D.星敏感器的测量精度不会随时间而降低二、简答题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）全面分析航天器的姿态敏感器精度提高技术，如陀螺仪的零漂补偿、太阳敏感器的精度校准和星敏感器的噪声抑制。解释姿态敏感器精度对航天器姿态控制的重要性，以及如何通过技术改进提高姿态测量的准确性。2、（本题5分）详细阐述航空航天工程中的飞行载荷计算方法，包括气动力载荷、惯性载荷和热载荷的计算模型和分析方法，分析飞行载荷对飞行器结构强度和疲劳寿命的影响。3、（本题5分）深入探讨航空航天中的飞行控制律设计，包括经典控制理论和现代控制理论在飞行控制中的应用。分析控制律的参数整定、稳定性分析和鲁棒性设计，以及飞行控制律对飞行器动态特性的影响。4、（本题5分）详细分析航空航天中的复合材料连接技术，包括胶接、机械连接和混合连接的特点和适用范围，分析连接部位的强度分析和失效模式。5、（本题5分）论述航天器的轨道交会对接的相对导航技术，解释相对位置、速度和姿态的测量方法，分析相对导航精度对交会对接成功的关键作用。三、案例分析题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）某卫星的电源系统在太空环境中出现短路故障，导致卫星失去电力供应。分析电源系统短路的可能原因，比如电线绝缘层破损、电子元件故障或太空微流星体撞击等，并研究如何提高电源系统的抗干扰和防护能力。2、（本题5分）某型飞机的航电系统在飞行中突然死机，导致部分仪表和设备无法正常工作。请分析航电系统故障的可能原因，如软件漏洞、硬件故障等，评估对飞行操作的影响，并提出提高航电系统可靠性的方案。3、（本题5分）一家航天企业正在研发一款可重复使用的运载火箭，在多次试验中，火箭的着陆回收阶段出现了不稳定和偏差。请分析影响火箭着陆回收的关键因素，如姿态控制、发动机推力调节、大气环境等，并提出改进方案以提高回收的成功率。4、（本题5分）一颗通信卫星在轨道运行一段时间后，其通信信号出现严重衰减，影响了服务质量。技术人员对卫星进行了诊断和分析。探讨通信信号衰减的可能原因，对卫星通信服务的影响，以及如何采取措施恢复或改善卫星的通信性能。5、（本题5分）某型飞机的机翼油箱在加油过程中出现泄漏，造成燃油浪费和安全隐患。分析机翼油箱泄漏的原因，可能是油箱结构破损、密封件老化或加油压力过大等，并研究如何加强油箱的密封性和检测手段。四、论述题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）深入探讨航空发动机的润滑系统，包括润滑油的选择、油泵和油滤的设计、润滑管路的布局等。分析润滑