航空航天技术理论题集

航空航天技术理论题集姓名_________________________地址_______________________________学号______________________-------------------------------密-------------------------封----------------------------线--------------------------1.请首先在试卷的标封处填写您的姓名，身份证号和地址名称。2.请仔细阅读各种题目，在规定的位置填写您的答案。一、填空题1.航空航天技术的发展离不开______和______的紧密合作。

答案：民用、军事

2.现代航天器主要分为______、______和______三类。

答案：无人航天器、载人航天器、空间平台

3.飞行器的飞行功能主要由______、______、______等指标来衡量。

答案：机动性、载荷、安全性

4.航空航天器在太空中的主要运行方式有______、______和______三种。

答案：轨道运行、变轨、着陆

5.导航系统主要分为______、______和______三种类型。

答案：自主式导航、地面跟踪导航、星基导航

6.航空航天器发射过程中，需要进行______、______和______三个阶段。

答案：地面准备、运载火箭飞行、卫星释放

7.航空航天器回收主要包括______、______和______三个阶段。

答案：入轨捕获、大气再入、着陆或回收

8.航天器的推进系统主要有______、______和______三种类型。

答案：化学推进系统、电推进系统、离子推进系统

答案及解题思路：

答案解题思路内容：

1.航空航天技术的发展离不开民用和军事的紧密合作。民用与军事领域的需求与投入是航天技术发展的重要推动力，两者相辅相成。

2.现代航天器根据其功能和任务可以分为无人航天器、载人航天器和空间平台三类。每种类型都有其特定的设计和运行要求。

3.飞行器的飞行功能通过机动性、载荷和安全性等指标来衡量。机动性决定了飞行器在空中进行机动操作的能力；载荷包括飞行器的有效载荷，如侦察设备或实验设备；安全性保证了飞行器和宇航员的安全。

4.航空航天器在太空中的主要运行方式包括轨道运行、变轨和着陆。轨道运行指航天器围绕地球或其他天体稳定运行的阶段；变轨涉及调整航天器轨道以执行不同任务；着陆是指航天器从轨道进入大气层并最终安全降落地面。

5.导航系统主要分为自主式导航、地面跟踪导航和星基导航。自主式导航不依赖于外部信号；地面跟踪导航依赖地面设备进行定位；星基导航利用卫星信号进行定位。

6.航空航天器发射过程中包括地面准备、运载火箭飞行和卫星释放三个阶段。地面准备涉及发射前的各项准备工作；运载火箭飞行阶段是指火箭携带卫星飞向预定轨道；卫星释放是卫星成功进入轨道后的步骤。

7.航空航天器回收主要包括入轨捕获、大气再入和着陆或回收三个阶段。入轨捕获指卫星进入预定轨道后被捕获；大气再入阶段卫星穿越大气层；最后进行着陆或回收，将卫星或有效载荷返回地面。

8.航天器的推进系统主要有化学推进系统、电推进系统和离子推进系统。化学推进系统利用化学燃料燃烧产生推力；电推进系统利用电能产生推力；离子推进系统通过电场加速离子产生推力，具有高效率的特点。二、选择题1.以下哪个不是航天器发射过程中的一个阶段？

A.运载火箭发射

B.卫星发射

C.系统测试

D.环境适应性测试

2.航空航天器的运行方式不包括以下哪种？

A.地面运行

B.近地轨道运行

C.太空行走

D.远程探测

3.以下哪个不是导航系统的一种类型？

A.GPS

B.GLONASS

C.北斗

D.GLONASS

4.航天器的推进系统不包括以下哪种？

A.化学推进系统

B.电力推进系统

C.热推进系统

D.人力推进系统

5.航空航天器回收过程中的哪个阶段主要负责引导航天器进入回收轨道？

A.准备阶段

B.回收阶段

C.稳定阶段

D.落地阶段

答案及解题思路：

1.答案：B

解题思路：航天器发射过程包括运载火箭发射、卫星发射、系统测试、环境适应性测试等阶段。卫星发射是整个发射过程中的一个环节，而不是一个独立的阶段。

2.答案：D

解题思路：航空航天器的运行方式主要包括地面运行、近地轨道运行、太空行走等。远程探测是航天器执行的任务之一，而不是运行方式。

3.答案：D

解题思路：导航系统主要包括GPS、GLONASS、北斗等。GLONASS是俄罗斯开发的全球导航卫星系统，与北斗和GPS并列，因此选项D重复。

4.答案：D

解题思路：航天器的推进系统包括化学推进系统、电力推进系统、热推进系统等。人力推进系统不是航天器推进系统的一种，因为航天器通常依靠自动控制系统进行推进。

5.答案：A

解题思路：航天器回收过程包括准备阶段、回收阶段、稳定阶段、落地阶段等。准备阶段主要负责对航天器进行各项检查和准备工作，包括引导航天器进入回收轨道。三、判断题1.航空航天器发射过程中，运载火箭的推力越大，航天器的速度就越快。（√）

解题思路：运载火箭的推力是航天器脱离地球引力的关键，推力越大，克服重力的速度越快，因此航天器发射过程中速度增加越明显。

2.航天器在轨道上运行时，受到的主要作用力是地球引力。（√）

解题思路：航天器在轨道上运行需要不断调整姿态，而这一过程需要依靠地球引力提供的向心力来维持其运行轨迹。

3.导航系统的作用是确定航天器在太空中的位置。（√）

解题思路：导航系统能够利用全球定位系统（GPS）等卫星定位技术，对航天器的位置、速度等进行实时跟踪和监测。

4.航天器的回收过程分为三个阶段：引导、稳定和落地。（×）

解题思路：航天器的回收过程主要包括：捕获、对接、调整、降落等环节，而非引导、稳定和落地三个阶段。

5.航空航天器在太空中的能源主要来源于太阳能和核能。（√）

解题思路：由于太空中的环境恶劣，太阳能和核能是航天器在太空中获取能源的主要途径。太阳能电池板将太阳辐射能转化为电能，而核能则通过核反应产生热能，进一步转化为电能。四、简答题1.简述航天器发射过程中需要经过的三个阶段。

阶段一：准备阶段

在这个阶段，主要包括航天器的制造、测试、发射场区建设和发射前准备等任务。这个阶段的主要目的是保证航天器在发射前达到预定的技术指标，为后续发射做好准备。

阶段二：发射阶段

发射阶段是航天器从地面起飞，进入太空的过程。在这个阶段，火箭将携带航天器升空，经过大气层，达到预定轨道。发射阶段的主要任务包括火箭点火、起飞、爬升、进入轨道等。

阶段三：飞行阶段

飞行阶段是指航天器进入预定轨道后，按照预定任务执行的过程。在这个阶段，航天器将进行科学实验、技术测试、任务执行等任务。飞行阶段是整个发射过程中时间最长、任务最复杂、技术要求最高的阶段。

2.简述导航系统的三种类型及其作用。

地面导航系统

地面导航系统主要用于地面和近地轨道航天器的导航。其作用是通过地面导航站，向航天器发送导航信号，航天器接收后，通过计算得出自己的位置和速度等信息。

星际导航系统

星际导航系统主要用于深空探测任务。其作用是通过多个导航卫星，向航天器发送信号，航天器接收后，通过计算得出自己的位置和速度等信息。

自主导航系统

自主导航系统是航天器在地面导航系统无法覆盖的区域进行导航的一种方式。其作用是通过航天器自身的传感器和数据处理系统，自主计算出航天器的位置和速度等信息。

3.简述航天器回收的三个阶段及其各自的任务。

阶段一：进入大气层

在这个阶段，航天器从太空返回大气层，开始减速。主要任务是保证航天器在大气层内的安全飞行，避免发生烧毁或失控。

阶段二：再入飞行

在这个阶段，航天器在大气层内继续飞行，进行高速下降。主要任务是保证航天器在再入过程中的稳定性和安全性，同时进行姿态调整和气动加热控制。

阶段三：着陆

在这个阶段，航天器通过降落伞等设备，安全降落到地面。主要任务是保证航天器着陆时的稳定性和安全性，保证回收任务顺利完成。

4.简述航天器推进系统的三种类型及其特点。

固体火箭推进系统

固体火箭推进系统具有结构简单、重量轻、易于储存和运输等特点。但其推进力有限，适用于发射小型航天器。

液体火箭推进系统

液体火箭推进系统具有推进力大、燃烧效率高、可调节推进力等特点。但其对储存和运输条件要求较高，适用于发射大型航天器。

电推进系统

电推进系统具有高比冲、低能耗、长寿命等特点。但其推进力较小，适用于长期运行的航天器，如深空探测器等。

答案及解题思路：

1.答案：航天器发射过程分为准备阶段、发射阶段和飞行阶段。解题思路：根据航天器发射的流程，将发射过程分为三个阶段，并简要描述每个阶段的主要任务。

2.答案：导航系统包括地面导航系统、星际导航系统和自主导航系统。解题思路：根据导航系统的分类，列举三种类型，并简要说明每种类型的作用。

3.答案：航天器回收分为进入大气层、再入飞行和着陆三个阶段。解题思路：根据航天器回收的流程，将回收过程分为三个阶段，并简要描述每个阶段的主要任务。

4.答案：航天器推进系统包括固体火箭推进系统、液体火箭推进系统和电推进系统。解题思路：根据推进系统的分类，列举三种类型，并简要说明每种类型的特点。五、论述题1.论述航天器在太空中的能源问题及其解决方案。

论述题内容：

航天技术的不断发展，航天器在太空中的应用越来越广泛。但是航天器在太空中的能源问题一直是制约其长期运行的关键因素。请论述航天器在太空中的能源问题及其解决方案。

（1）航天器在太空中的能源问题

（2）太阳能电池技术

（3）核能技术

（4）化学燃料技术

（5）新型能源技术

2.论述导航系统在航天器发射和回收过程中的作用。

论述题内容：

导航系统在航天器的发射和回收过程中扮演着的角色。请论述导航系统在航天器发射和回收过程中的作用。

（1）发射过程中的导航作用

（2）回收过程中的导航作用

（3）导航系统的技术特点

（4）导航系统的应用案例

3.论述航天器回收过程中，如何保证航天器的安全回收。

论述题内容：

航天器回收是航天任务的重要组成部分，其安全性直接关系到航天任务的成败。请论述航天器回收过程中，如何保证航天器的安全回收。

（1）回收过程中的风险因素

（2）安全回收的技术措施

（3）地面支持系统的保障作用

（4）回收过程中的应急处理

答案及解题思路：

1.论述航天器在太空中的能源问题及其解决方案。

答案：

（1）航天器在太空中的能源问题主要包括能源供应的不稳定性、能源存储的有限性以及能源转换的效率问题。

（2）太阳能电池技术是目前最成熟的太空能源解决方案，通过将太阳能转换为电能，为航天器提供稳定的能源供应。

（3）核能技术作为一种高效的能源解决方案，具有高能量密度、长寿命等优点，但存在一定的技术难度和安全隐患。

（4）化学燃料技术通过携带燃料，在太空中进行燃烧产生推力，但存在燃料携带量大的问题。

（5）新型能源技术，如燃料电池、微波能等，正在研发中，有望为航天器提供更高效的能源解决方案。

解题思路：

首先分析航天器在太空中的能源问题，然后分别介绍太阳能电池、核能、化学燃料和新型能源等解决方案的技术特点和应用情况，最后总结各类解决方案的优势和局限性。

2.论述导航系统在航天器发射和回收过程中的作用。

答案：

（1）在发射过程中，导航系统负责提供精确的轨道计算和姿态控制，保证航天器按照预定轨迹进入预定轨道。

（2）在回收过程中，导航系统用于实时监测航天器的位置和姿态，保证其在预定区域安全降落。

（3）导航系统的技术特点包括高精度、高可靠性、抗干扰能力强等。

（4）导航系统的应用案例包括嫦娥探月工程、天宫空间站等。

解题思路：

首先描述导航系统在发射和回收过程中的作用，然后分析其技术特点，最后举例说明导航系统在实际航天任务中的应用。

3.论述航天器回收过程中，如何保证航天器的安全回收。

答案：

（1）回收过程中的风险因素包括大气层再入时的热防护、降落过程中的空气动力设计和着陆点的安全性等。

（2）安全回收的技术措施包括采用热防护材料、优化空气动力学设计、选择合适的着陆点等。

（3）地面支持系统的保障作用包括实时监测航天器状态、提供通信和数据传输支持等。

（4）回收过程中的应急处理包括制定应急预案、进行实时监控和干预等。

解题思路：

首先分析航天器回收过程中的风险因素，然后介绍保证安全回收的技术措施、地面支持系统的保障作用以及应急处理方法，最后总结这些措施的重要性。六、计算题1.假设某航天器在近地轨道上运行，地球半径为6371km，近地轨道半径为6420km，求该航天器在近地轨道上的线速度。

解题思路：

使用公式\(v=\sqrt{\frac{GM}{r}}\)，其中\(G\)为万有引力常数，\(M\)为地球质量，\(r\)为轨道半径。

需要先将轨道半径转换为国际单位制，即从千米转换为米。

由于题目没有给出万有引力常数和地球质量的具体值，可以使用标准值\(G=6.67430\times10^{11}\,\text{m}^3\text{kg}^{1}\text{s}^{2}\)和\(M=5.972\times10^{24}\,\text{kg}\)。

2.某航天器采用化学推进系统，推进剂燃烧时间为30秒，推力为1000N，求该航天器在这段时间内获得的加速度。

解题思路：

使用公式\(a=\frac{F}{m}\)，其中\(F\)为推力，\(m\)为航天器的质量。

需要知道航天器的质量，但题目未给出，因此无法直接计算加速度。

如果假设航天器的质量为\(m\)kg，则加速度\(a=\frac{1000}{m}\,\text{m/s}^2\)。

3.某导航系统使用GPS卫星进行定位，卫星高度为20000km，地球半径为6371km，求该导航系统的定位精度。

解题思路：

定位精度通常与卫星的高度和信号传播的误差有关。

可以使用三角测量法来估算定位精度，即通过计算卫星与地面接收器之间的距离误差。

使用公式\(\text{定位精度}=\sqrt{(\text{卫星高度误差})^2(\text{信号传播误差})^2}\)。

需要知道卫星高度误差和信号传播误差的具体值，但题目未给出。

答案及解题思路：

1.线速度计算：

轨道半径\(r=6420\times10^3\,\text{m}\)

线速度\(v=\sqrt{\frac{6.67430\times10^{11}\times5.972\times10^{24}}{6420\times10^3}}\)

\(v\approx7.8\times10^3\,\text{m/s}\)

2.加速度计算：

由于质量\(m\)未知，无法给出具体加速度值，但公式为\(a=\frac{1000}{m}\,\text{m/s}^2\)。

3.定位精度计算：

由于卫星高度误差和信号传播误差未知，无法给出具体定位精度值，但公式为\(\text{定位精度}=\sqrt{(\text{卫星高度误差})^2(\text{信号传播误差})^2}\)。七、分析题1.分析航天器发射过程中可能出现的故障及其原因。

故障分析：

发动机故障：可能是由于燃料问题、发动机设计缺陷或操作错误导致的。

控制系统故障：包括导航系统、姿态控制系统等，可能导致航天器偏离预定轨道。

推进系统故障：可能由于推进剂泄漏、泵故障或阀门问题引起。

通信系统故障：可能是由于电磁干扰、设备故障或天线故障导致的通信中断。

结构问题：如材料疲劳、焊接缺陷等，可能影响航天器的结构完整性。

原因分析：

设计缺陷：在航天器设计阶段可能存在未预见的问题。

制造质量问题：在制造过程中可能出现的误差或缺陷。

操作失误：发射操作人员的不当操作可能导致故障。

环境因素：如极端天气条件、电磁干扰等。

2.分析航天器回收过程中可能遇到的风险及其应对措施。

风险分析：

再入大气层加热：航天器再入大气层时可能因摩擦产生高温，导致表面材料损坏。

姿态控制问题：回收过程中的姿态控制困难可能导致航天器失控。

降落伞故障：降落伞可能因设计缺陷、材料问题或操作错误而无法正常工作。

通信中断：回收过程中可能出现的通信问题可能导致地面控制人员无法及时获取航天器状态。

应对措施：

优化再入轨迹：通过调整航天器再入轨迹，减少再入过程中的热负荷。

增强姿态控制系统：提高姿态控制系统的可靠性