广东生态工程职业学院《飞行器总体设计课程设计》2023-2024学年第二学期期末试卷

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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、飞行器的飞行性能评估包括多个方面。以下关于飞行性能评估指标的描述，不正确的是：（）A.最大平飞速度反映了飞行器的高速飞行能力B.航程是指飞行器在不加油的情况下能够飞行的最大距离C.爬升率表示飞行器上升的快慢，只与发动机推力有关D.过载系数反映了飞行器在机动飞行时承受载荷的能力2、飞行器的飞行环境对其性能和安全有重要影响。以下关于高空飞行环境的描述，不正确的是：（）A.随着高度增加，大气压力和密度逐渐降低B.高空温度较低，可能会导致飞行器表面结冰C.高空的稀薄空气会使飞行器的发动机推力减小D.飞行器在高空飞行时不会受到雷电等气象因素的影响3、在飞行器的结构设计中，需要考虑强度、刚度和稳定性等要求。以下关于飞行器结构的疲劳问题，哪一项是错误的？（）A.飞行器在反复的起降和飞行过程中，结构会受到交变载荷的作用，容易产生疲劳裂纹B.疲劳裂纹的扩展会逐渐降低结构的强度，最终可能导致结构失效C.通过合理的结构设计、材料选择和制造工艺，可以有效地提高飞行器结构的抗疲劳性能D.只要飞行器的结构材料强度足够高，就不会出现疲劳问题4、在航天器的姿态确定中，常用多种传感器的数据进行融合。假设一颗卫星同时使用了太阳敏感器、地球敏感器和陀螺仪的数据。以下哪种数据融合方法最有可能提高姿态确定的精度？（）A.加权平均法B.卡尔曼滤波法C.最小二乘法D.模糊逻辑法5、航空航天中的人机工效学关注人员与设备的交互关系。以下关于人机工效学的描述，不正确的是：（）A.设计合理的驾驶舱布局，提高飞行员的操作舒适性和效率B.考虑人的生理和心理特点，优化设备的操作界面和显示方式C.人机工效学只适用于飞行器的设计，不适用于航天器D.进行人员培训，提高其对设备的操作熟练程度和应急处理能力6、在飞行器的结构强度分析中，需要考虑多种载荷情况。假设一架飞机在着陆时受到冲击载荷，以下哪个部位最容易发生结构破坏？（）A.机翼根部B.机身中段C.起落架支柱D.尾翼7、飞行器的起落架系统设计需要考虑多种因素。以下关于起落架的描述，错误的是：（）A.起落架要能够承受飞机在起降时的巨大冲击力B.现代飞机的起落架通常采用可收放式设计，以减小飞行阻力C.起落架的刹车系统对于飞机的短距离着陆至关重要D.起落架的结构和性能对飞机的飞行速度和高度没有影响8、在航空航天工程中，飞行器的结构强度分析是确保其安全性和可靠性的重要环节。结构需要承受飞行中的各种载荷，包括静载荷和动载荷。例如，飞机在飞行中会受到气流颠簸产生的动载荷。那么，以下哪种分析方法常用于飞行器结构强度的评估？（）A.有限元分析B.理论计算C.实验测试D.以上都是9、高超音速飞行器是当前航空航天领域的研究热点之一。以下关于高超音速飞行器面临的技术挑战，哪一项是错误的？（）A.高超音速飞行时，飞行器表面的气动加热非常严重，需要采用先进的热防护材料和技术B.高超音速飞行器的气动力和热力学特性非常复杂，需要精确的数值模拟和实验研究来优化设计C.高超音速飞行器的发动机需要在极端条件下工作，目前还没有成熟的动力系统能够满足需求D.高超音速飞行器的飞行速度快，因此对导航和通信系统的要求不高，可以采用传统的技术10、飞行器的飞行性能包括速度、高度、航程等多个方面。对于超音速飞机，以下关于其飞行性能的描述，哪一项是不正确的？（）A.超音速飞机在突破音障时会产生激波，导致阻力急剧增加B.超音速飞机的飞行高度通常较高，以减小空气阻力和提高发动机效率C.超音速飞机的航程一般比亚音速飞机短，因为其燃油消耗率较高D.超音速飞机的飞行速度只取决于发动机的推力，与飞机的外形设计无关11、在航空发动机的设计中，关于涡轮叶片的材料选择，以下哪种特性是最为关键的（）A.高强度和高硬度，以承受巨大的离心力和热应力B.良好的导热性，迅速将热量传递出去，防止叶片过热C.低密度，减轻发动机整体重量，提高推重比D.低成本，便于大规模生产和应用12、对于飞机的起落架设计，需要考虑多种因素。以下哪一项不是起落架设计的关键考虑因素？（）A.能够承受飞机着陆时的巨大冲击B.具有良好的减震性能C.尽量减小起落架收起后的空间占用D.起落架的重量越轻越好，无需考虑强度13、航空航天中的推进剂对于飞行器的性能有重要影响。以下关于推进剂的描述，错误的是：（）A.液体推进剂通常具有较高的比冲，但储存和供应系统较为复杂B.固体推进剂易于储存和使用，但燃烧过程难以控制，比冲较低C.电推进剂具有很高的比冲，适用于长时间、低推力的任务D.航空煤油是一种常用的液体火箭推进剂，因为其能量密度高，燃烧稳定14、航空航天中的导航系统对于飞行器的准确飞行具有重要意义。以下关于导航系统的描述，错误的是：（）A.惯性导航系统不依赖外部信息，能自主进行导航，但存在累积误差B.卫星导航系统精度高，但在信号受到干扰时可能会出现偏差C.天文导航系统通过观测天体来确定飞行器的位置，但受天气影响较大D.一旦飞行器安装了先进的导航系统，就不再需要飞行员进行人工导航15、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二、简答题（本大题共4个小题，共20分)1、（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。2、（本题5分）详细阐述航天器的姿态控制系统，解释姿态确定和姿态控制的方法，如惯性测量单元、太阳敏感器、地球敏感器等传感器的工作原理，以及动量轮、推进器等执行机构的作用。3、（本题5分）一颗导航卫星的原子钟出现精度偏差，影响了导航定位的准确性。地面控制中心及时调整了卫星的参数，恢复了正常服务。请分析原子钟精度偏差的可能原因，评价地面控制中心的应对措施，并提出预防原子钟故障的方法。4、（本题5分）详细说明飞行器的环控系统的功能和工作原理，分析在高空低压环境下如何保证座舱内的压力、温度和氧气供应。三、论述题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）全面论述航天器的回收技术和着陆系统，包括返回式卫星、载人飞船和探测器的回收方式。分析回收过程中的气动加热、减速和着陆冲击等关键问题，以及如何设计可靠的着陆系统（如降落伞、反推火箭、缓冲装置）。探讨航天器回收技术的创新和发展方向。2、（本题5分）深入探讨航空航天中的复合材料制造工艺，包括纤维铺设、树脂灌注和固化成型等过程。分析不同制造工艺的优缺点和适用范围，探讨如何提高复合材料制品的质量和性能一致性，以及复合材料制造工艺在降低成本和提高生产效率方面的创新方法。3、（本题5分）全面论述航天器的轨道预报精度的影响因素，包括观测数据误差、力学模型误差和数值计算方法误差等，以及提高预报精度的方法。4、（本题5分）详细分析航天器的通信天线设计与优化。研究不同类型通信天线在航天器上的应用和性能特点。探讨如何优化天线的布局和参数，提高通信质量。5、（本题5分）详细分析航天器的姿控发动机技术。研究姿控发动机的类型、工作原理和性能特点。探讨姿控发动机在航天器姿态调整中的应用和控制策略。四、案例分析题（本大题共4个小题，共40分)1、（本题10分）一颗通信卫星在太空遭遇高能粒子辐射，部分电子设备出现故障。分析高能粒子辐射对卫星设备的影响机制，对卫星通信功能的损害，以及如何采取防护措施来提高卫星在太空环境中的抗辐射能力。2、（本题10分）某型直升机的尾桨在飞行中出现异常噪声和振动，经过检查发现尾桨叶片存在损伤。请分析尾桨叶片损伤的可能原因，如外物撞击、疲劳裂纹、制造缺陷等，并研究如何对尾桨进行维护和修复以确保飞行安全。3、（本题10分）某卫星星座计划由多颗卫星组成，以实现全球通信覆盖。在星座设计和部署过程中，需要考虑卫星轨道分布、频率分配、星间链路等多个技术问题。请分析这