西安電子科技大學《空氣動力學基礎》2021-2022學年第一學期期末試卷

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《空氣動力學基礎》2021-2022學年第一學期期末試卷題號一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共15個小題，每小題2分，共30分．在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的．）1、衛(wèi)星導航系統(tǒng)在航空航天領域中發(fā)揮著重要作用。以下關于衛(wèi)星導航系統(tǒng)的精度和誤差來源，哪一項是不準確的？（）A.衛(wèi)星導航系統(tǒng)的精度受到多種因素的影響，如衛(wèi)星軌道誤差、信號傳播誤差、接收機誤差等B.差分定位技術可以通過在已知點上測量誤差并對未知點進行修正，提高定位精度C.衛(wèi)星導航系統(tǒng)的精度可以達到厘米級甚至毫米級，能夠滿足所有航空航天應用的需求D.多星座融合和增強系統(tǒng)可以進一步提高衛(wèi)星導航系統(tǒng)的精度和可靠性2、在航空航天工程中，飛行器的可靠性和安全性是至關重要的。以下關于可靠性設計和安全性評估的描述，哪一項是錯誤的？（）A.可靠性設計通過采用冗余技術、故障診斷和容錯設計等方法，提高飛行器系統(tǒng)的可靠性B.安全性評估需要考慮可能出現的各種故障和危險情況，制定相應的預防和應對措施C.飛行器的可靠性和安全性只與設計和制造過程有關，與運營和維護無關D.采用先進的測試和驗證技術可以有效地提高飛行器的可靠性和安全性3、航天器的熱控系統(tǒng)用于維持航天器內部設備和部件的適宜溫度。以下關于熱控系統(tǒng)的工作原理和措施，哪一項是不正確的？（）A.熱控系統(tǒng)通過隔熱、散熱和加熱等方式來控制航天器的溫度B.采用多層隔熱材料來減少熱量的傳入和散失C.安裝散熱器將航天器內部的熱量散發(fā)到太空中D.熱控系統(tǒng)不需要考慮航天器與外界環(huán)境的熱交換，只關注內部設備的溫度4、飛行器的燃油系統(tǒng)需要具備可靠和高效的性能。以下關于飛行器燃油系統(tǒng)的描述，不正確的是：（）A.燃油系統(tǒng)要能夠在不同飛行姿態(tài)下保證燃油的正常供應B.燃油系統(tǒng)需要具備過濾和除雜功能，以防止雜質進入發(fā)動機C.飛行器的燃油消耗率與飛行速度和高度無關D.為了提高安全性，燃油系統(tǒng)通常采用冗余設計5、在飛行器的導航系統(tǒng)中，多種導航方式相互配合。以下關于導航系統(tǒng)的描述，不正確的是：（）A.慣性導航系統(tǒng)不依賴外部信息，具有自主性和保密性B.衛(wèi)星導航系統(tǒng)精度高，但容易受到干擾C.天文導航系統(tǒng)在長距離飛行中具有獨特的優(yōu)勢D.飛行器的導航系統(tǒng)一旦確定，就不能再更改或升級6、在飛機的結構設計中，需要考慮各種載荷和應力情況。機翼是飛機的主要承力部件之一，以下關于機翼結構的說法，哪一項是不準確的？（）A.機翼通常由翼梁、翼肋和蒙皮等組成，共同承受彎矩、扭矩和剪力等載荷B.現代飛機機翼多采用整體式結構，以提高結構強度和減輕重量C.機翼內部可以布置油箱，以增加飛機的燃油攜帶量D.機翼的形狀和尺寸只取決于飛機的飛行速度，與飛機的載重無關7、航空航天工程中，飛行試驗是驗證飛行器性能和安全性的重要手段。飛行試驗通常包括地面試驗和空中試驗兩個階段。在地面試驗中，可以對飛行器的結構強度、動力系統(tǒng)等進行測試；在空中試驗中，可以評估飛行器的飛行性能、操縱性和穩(wěn)定性等。飛行試驗的風險較高，需要進行精心的策劃和準備。以下哪項不是飛行試驗前必須完成的工作？（）A.制定詳細的試驗計劃B.對飛行器進行全面的檢查和維護C.對試驗數據進行模擬分析D.對飛行員進行心理評估8、航空航天中的飛行控制系統(tǒng)需要具備高度的可靠性和穩(wěn)定性。關于飛行控制系統(tǒng)的組成，以下描述錯誤的是：（）A.傳感器用于測量飛行器的狀態(tài)參數B.控制器根據測量值計算控制指令C.執(zhí)行機構按照控制指令改變飛行器的姿態(tài)和運動D.飛行控制系統(tǒng)只需要硬件設備，不需要軟件支持9、在航空航天領域，飛行器的升力產生原理是一個關鍵概念。以下關于飛行器升力產生的描述，不正確的是：（）A.飛機機翼的上表面流速快，壓力低；下表面流速慢，壓力高，從而產生升力B.直升機通過旋轉的槳葉產生向下的氣流，根據牛頓第三定律，獲得向上的升力C.飛艇依靠內部充入的輕于空氣的氣體，如氦氣，產生浮力作為升力D.火箭在大氣層內飛行時，主要依靠機翼產生升力來克服重力10、在航空航天領域，飛行試驗是驗證飛行器性能和安全性的重要手段。以下關于飛行試驗的描述，不正確的是：（）A.飛行試驗可以在真實的飛行條件下檢測飛行器的各項性能指標B.飛行試驗前需要制定詳細的試驗計劃和安全措施C.飛行試驗的數據和結果可以直接用于飛行器的批量生產D.飛行試驗只需要關注飛行器的技術性能，不需要考慮飛行員的操作感受11、在航空航天工程中，風洞試驗是研究飛行器空氣動力學性能的重要手段。假設在一個風洞試驗中，對一種新型飛機模型進行測試，發(fā)現其在特定風速下出現了明顯的氣流分離現象。為了改善這種情況，以下哪種措施最有可能有效？（）A.優(yōu)化機翼前緣形狀B.增加機翼的后掠角C.改變機身的形狀D.安裝翼梢小翼12、航天器的軌道機動需要消耗能量和調整姿態(tài)。以下關于軌道機動的描述，錯誤的是：（）A.軌道機動可以通過發(fā)動機推力或其他方式實現B.精確的軌道機動控制對于完成航天任務至關重要C.軌道機動不會對航天器的壽命和可靠性產生影響D.軌道機動的規(guī)劃和實施需要考慮多種約束條件13、航空航天材料的疲勞性能對于飛行器的使用壽命和安全性有著重要影響。疲勞是指材料在循環(huán)載荷作用下發(fā)生的破壞現象。為了提高材料的疲勞性能，可以采用：（）A.優(yōu)化材料的化學成分B.進行表面處理C.改進加工工藝D.以上方法綜合使用14、對于飛機的飛行速度范圍，以下關于亞音速、跨音速和超音速飛行的特點及面臨的挑戰(zhàn)，準確的是：（）A.亞音速飛行時空氣阻力較小，飛機設計相對簡單；跨音速飛行時會遇到激波阻力，飛機結構和氣動設計面臨較大挑戰(zhàn)；超音速飛行時空氣動力特性變化劇烈，對發(fā)動機和結構材料要求極高B.跨音速和超音速飛行與亞音速飛行相比，主要區(qū)別在于發(fā)動機推力的大小，其他方面差異不大C.亞音速、跨音速和超音速飛行在技術上沒有本質區(qū)別，只是速度的不同D.飛機設計只需考慮亞音速飛行的要求，跨音速和超音速飛行可以通過后期改進實現15、在飛行器的制造過程中，復合材料的應用越來越廣泛。假設要制造一架輕型無人機，使用復合材料的主要優(yōu)勢在于？（）A.復合材料的成本低于傳統(tǒng)金屬材料B.復合材料的強度和剛度不如金屬材料，但其重量更輕C.復合材料具有可設計性，能夠根據需求定制性能，同時減輕重量D.復合材料的加工工藝簡單，易于大規(guī)模生產二、簡答題（本大題共3個小題，共15分)1、（本題5分）全面分析航天器的軌道機動策略，如霍曼轉移、雙橢圓轉移和共面交會等方法的原理和應用。解釋軌道機動過程中的能量消耗和時間優(yōu)化，以及如何根據任務需求選擇合適的軌道機動方式。2、（本題5分）論述航空發(fā)動機的壓氣機技術，包括軸流壓氣機和離心壓氣機的工作原理、結構特點和設計方法，分析壓氣機性能的優(yōu)化途徑。3、（本題5分）闡述飛機起落架的設計要求和工作原理，比較不同類型起落架（如前三點式和后三點式）的優(yōu)缺點。解釋起落架在著陸和起飛過程中的受力情況及相應的減震措施。三、論述題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）全面論述航天器結構輕量化設計的策略和技術，如材料選擇、結構拓撲優(yōu)化、增材制造等。探討輕量化設計對航天器性能和成本的影響。2、（本題5分）全面論述飛行器燃油系統(tǒng)的防火防爆措施，包括燃油的惰性化處理、防火隔離設計和滅火系統(tǒng)的配置等。3、（本題5分）詳細分析航天器的姿態(tài)動力學模型，包括剛體姿態(tài)動力學和撓性體姿態(tài)動力學，以及模型的建立和求解方法。4、（本題5分）全面論述航天器熱控技術的原理和方法，分析被動熱控（如熱輻射、隔熱材料）和主動熱控（如電加熱器、流體循環(huán)）的特點和應用場景。探討熱控系統(tǒng)在不同軌道和任務條件下的設計和優(yōu)化，以及如何應對熱環(huán)境的變化和熱平衡問題。5、（本題5分）詳細分析航空發(fā)動機渦輪葉片的冷卻技術。研究在高溫燃氣環(huán)境下，如何有效地降低葉片溫度，提高葉片的工作壽命。探討冷卻通道的設計、冷卻介質的選擇和冷卻效果的評估方法。四、案例分析題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10分）一架貨機在起飛爬升階段，遭遇強風切變，飛機高度急劇下降。請分析強風切變對飛機飛行性能的影響，評價機組的應對操作和飛機的抗風切變能力，探討如何提高飛機在風切變環(huán)境下的飛行安全性和預警系統(tǒng)的有效性。2、（本題10分）在一次火箭整流罩分離試驗中，整流罩碎片對火箭主體造成了輕微損傷。請研究整流罩分離過程中產生碎