首鋼工學院《飛行力學》2023-2024學年第一學期期末試卷

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2023-2024學年第一學期期末試卷院(系)_______班級_______學號_______姓名_______題號一二三四總分得分一、單選題（本大題共20個小題，每小題2分，共40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、航天器在太空中運行需要克服諸多困難。關于航天器軌道的描述，錯誤的是：（）A.地球同步軌道上的航天器繞地球運行的周期與地球自轉(zhuǎn)周期相同B.太陽同步軌道可以使航天器在經(jīng)過同一地區(qū)時，太陽照射角度基本相同C.低地球軌道的航天器受到的大氣阻力較大，需要經(jīng)常進行軌道維持D.航天器在任何軌道上運行時，其軌道都是固定不變的，不會受到其他因素的影響2、在航空航天工程中，氣動彈性問題會影響飛行器的性能和安全性。以下關于氣動彈性的描述，不正確的是：（）A.氣動彈性現(xiàn)象包括顫振、抖振和變形等B.飛行器的結構剛度和氣動外形設計對氣動彈性問題有重要影響C.氣動彈性問題只在高速飛行時出現(xiàn)，低速飛行時可以忽略D.對氣動彈性問題的研究可以通過風洞試驗和數(shù)值模擬等方法進行3、在航空航天領域，飛行數(shù)據(jù)分析對于提高飛行安全和性能具有重要意義。關于飛行數(shù)據(jù)分析的方法，以下錯誤的是：（）A.運用統(tǒng)計學方法對大量飛行數(shù)據(jù)進行處理和分析B.通過建立數(shù)學模型來預測飛行性能和潛在的故障C.飛行數(shù)據(jù)分析只關注飛機的機械性能，不考慮飛行員的操作因素D.利用數(shù)據(jù)挖掘技術發(fā)現(xiàn)隱藏在數(shù)據(jù)中的規(guī)律和趨勢4、有關火箭的發(fā)射軌道設計，以下對于低地球軌道發(fā)射和地球同步轉(zhuǎn)移軌道發(fā)射的特點及適用任務，正確的是：（）A.低地球軌道發(fā)射所需能量較少，適用于近地觀測、科學實驗等任務；地球同步轉(zhuǎn)移軌道發(fā)射需要更高的能量，主要用于通信衛(wèi)星等需要保持固定位置的航天器發(fā)射B.地球同步轉(zhuǎn)移軌道發(fā)射操作簡單，風險低；低地球軌道發(fā)射則復雜且風險高C.低地球軌道發(fā)射和地球同步轉(zhuǎn)移軌道發(fā)射在技術難度和成本上沒有明顯區(qū)別，選擇主要取決于任務需求D.火箭發(fā)射軌道的選擇對任務影響不大，可以根據(jù)發(fā)射場的條件隨意決定5、在航空發(fā)動機的燃燒室內(nèi)，燃料和空氣的混合、燃燒過程對發(fā)動機的性能和排放有著重要影響。為了提高燃燒效率，減少污染物排放，需要優(yōu)化燃燒室的設計和燃燒控制策略。假設某型航空發(fā)動機的燃燒室燃燒效率不高，污染物排放超標。以下哪種改進措施最有可能提高燃燒效率并降低排放？（）A.改進燃油噴射系統(tǒng)B.優(yōu)化燃燒室的形狀和尺寸C.采用新型燃燒控制技術D.以上措施綜合應用6、航空航天中的導航系統(tǒng)對于飛行器的準確飛行具有重要意義。以下關于導航系統(tǒng)的描述，錯誤的是：（）A.慣性導航系統(tǒng)不依賴外部信息，能自主進行導航，但存在累積誤差B.衛(wèi)星導航系統(tǒng)精度高，但在信號受到干擾時可能會出現(xiàn)偏差C.天文導航系統(tǒng)通過觀測天體來確定飛行器的位置，但受天氣影響較大D.一旦飛行器安裝了先進的導航系統(tǒng)，就不再需要飛行員進行人工導航7、在航天器的對接操作中，精度和可靠性要求極高。假設兩個航天器要在太空實現(xiàn)對接。以下關于對接技術和控制策略的描述，哪一項是重要的考慮因素？（）A.對接過程中不需要進行實時監(jiān)測和調(diào)整，按照預定程序執(zhí)行即可B.只關注對接機構的機械強度，忽略控制系統(tǒng)的精度C.采用精確的測量和導航系統(tǒng)，結合靈活的控制策略，確保對接的精度和安全性D.航天器的對接不受軌道參數(shù)和姿態(tài)偏差的影響8、航空航天中的飛行力學研究飛行器在空氣中的運動規(guī)律和受力情況。例如，飛機的飛行姿態(tài)、速度和軌跡的控制都基于飛行力學的原理。那么，在飛機的爬升階段，主要的受力是？（）A.重力、升力和推力B.重力、升力和阻力C.升力、阻力和推力D.重力、阻力和推力9、在航空航天材料的選擇中，需要考慮強度、剛度、耐高溫、耐腐蝕等多種性能。碳纖維增強復合材料具有高強度、高剛度和低密度等優(yōu)點，在航空航天領域得到了廣泛應用。然而，這種材料也存在一些局限性。碳纖維增強復合材料在以下哪種情況下性能表現(xiàn)相對較差？（）A.承受拉伸載荷B.承受壓縮載荷C.高溫環(huán)境下D.潮濕環(huán)境下10、航空航天中的風洞試驗是研究飛行器空氣動力學特性的重要手段。關于風洞試驗的優(yōu)點，以下描述錯誤的是：（）A.可以模擬不同的飛行速度和姿態(tài)B.能夠在短時間內(nèi)獲得大量的數(shù)據(jù)C.風洞試驗的結果完全等同于實際飛行的情況D.可以研究飛行器在各種氣流條件下的性能11、航空航天材料的疲勞性能對于飛行器的長期使用至關重要。以下關于材料疲勞的描述，不正確的是：（）A.材料在循環(huán)載荷作用下容易發(fā)生疲勞破壞，即使應力低于其屈服強度B.疲勞裂紋的擴展速度與應力強度因子和材料的疲勞性能有關C.提高材料的表面光潔度可以有效提高其抗疲勞性能D.一旦材料出現(xiàn)疲勞裂紋，就會迅速擴展導致結構失效，無法采取措施阻止12、航天器的電源系統(tǒng)是其正常運行的重要保障。太陽能電池板、蓄電池和核電源是常見的航天器電源。太陽能電池板在光照充足的情況下能夠提供穩(wěn)定的電能，但在陰影區(qū)或遠離太陽的位置則無法正常工作。在深空探測任務中，如果需要長時間穩(wěn)定的電源供應，以下哪種電源更為合適？（）A.太陽能電池板B.蓄電池C.核電源D.以上電源結合使用13、航天器的姿態(tài)控制對于其完成任務和保持穩(wěn)定運行至關重要。姿態(tài)控制可以通過動量輪、推進器等裝置來實現(xiàn)。那么，以下哪種姿態(tài)控制方式精度最高？（）A.動量輪控制B.推進器控制C.兩者精度差不多D.取決于具體情況14、航空發(fā)動機的燃燒過程對其性能和排放有重要影響。以下關于燃燒過程的描述，不正確的是：（）A.燃燒室內(nèi)的燃料和空氣需要充分混合，以實現(xiàn)高效燃燒B.燃燒過程中的溫度和壓力控制對于提高發(fā)動機效率至關重要C.航空發(fā)動機的燃燒過程不會產(chǎn)生污染物，對環(huán)境沒有影響D.采用先進的燃燒技術可以降低燃油消耗和污染物排放15、對于航空發(fā)動機的渦輪葉片材料，以下關于高溫合金和陶瓷基復合材料的性能特點及應用前景，準確的是：（）A.高溫合金具有良好的高溫強度和韌性，是目前渦輪葉片的主要材料；陶瓷基復合材料具有更高的耐高溫性能，但脆性較大，應用受到一定限制B.陶瓷基復合材料已經(jīng)完全取代高溫合金，成為新一代渦輪葉片的首選材料C.高溫合金無法滿足現(xiàn)代航空發(fā)動機對渦輪葉片性能的要求，正逐漸被淘汰D.高溫合金和陶瓷基復合材料在性能和成本上沒有優(yōu)勢，新型材料的研發(fā)迫在眉睫16、航天器在太空中運行時，需要考慮多種軌道力學因素。在近地軌道上運行的航天器，受到地球引力和大氣阻力的影響。以下關于近地軌道航天器的描述，哪一項是不正確的？（）A.大氣阻力會導致航天器的軌道逐漸降低，需要定期進行軌道維持操作B.為了保持在穩(wěn)定的近地軌道上，航天器的速度需要精確控制在一定范圍內(nèi)C.地球的非球形引力對近地軌道航天器的軌道影響較小，可以忽略不計D.太陽活動可能會引起地球高層大氣密度的變化，從而影響近地軌道航天器的軌道17、航空航天領域中的推進劑對于飛行器和航天器的性能有著重要影響。以下關于推進劑的描述，錯誤的是：（）A.液體推進劑通常具有較高的比沖，但儲存和供應系統(tǒng)較為復雜B.固體推進劑具有結構簡單、可靠性高的優(yōu)點，但比沖相對較低C.新型推進劑的研發(fā)一直在進行，以提高性能和降低成本D.推進劑的選擇只考慮比沖這一個因素，其他因素不重要18、航空航天中的飛行力學研究飛行器的運動規(guī)律和受力情況。在分析飛行器的爬升性能時，需要考慮發(fā)動機推力、重力、空氣阻力等因素。假設一架飛機在爬升過程中表現(xiàn)不佳。以下關于可能原因的分析中，錯誤的是：可能是發(fā)動機在高海拔地區(qū)推力下降，無法提供足夠的爬升動力。飛機的重量過大，超過了發(fā)動機的爬升能力?？諝庾枇υ谂郎龝r增大，抵消了部分推力。那么，以下哪種情況最不可能導致爬升性能差？（）A.飛機的機翼面積減小B.飛行員的駕駛技術不熟練C.大氣濕度增加D.飛機的燃油消耗過快19、在航空發(fā)動機的壓氣機設計中，需要提高壓氣機的效率和穩(wěn)定性。假設正在優(yōu)化一款壓氣機的設計。以下關于壓氣機設計參數(shù)和改進措施的描述，哪一項是正確的？（）A.增加壓氣機的級數(shù)可以無限提高壓比，不需要考慮其他因素B.減小葉片的弦長可以提高壓氣機效率，但會降低其穩(wěn)定性C.采用先進的葉型設計可以同時提高壓氣機的效率和穩(wěn)定性D.壓氣機的進口氣流速度對其性能沒有影響，不需要進行控制20、航空航天工程中的數(shù)值計算方法在飛行器設計和性能分析中得到廣泛應用。數(shù)值計算方法可以求解復雜的流體力學、熱力學等問題。那么，以下哪種數(shù)值計算方法在航空航天領域應用最為廣泛？（）A.有限差分法B.有限體積法C.有限元法D.以上都很常用二、簡答題（本大題共3個小題，共15分)1、（本題5分）某無人機在執(zhí)行航拍任務時，由于風速突然增大，偏離預定航線。請分析風速對無人機飛行的影響，評估對航拍任務的效果，并提出提高無人機抗風能力的設計改進建議。2、（本題5分）一架無人機在執(zhí)行偵察任務時，突然失去與地面控制站的通信連接，自主返航功能也失效。經(jīng)過搜尋，最終在偏遠地區(qū)找到墜毀的無人機。請?zhí)接懲ㄐ胖袛嗪妥灾鞣岛绞У目赡茉颍治龃舜问鹿蕦刹烊蝿盏挠绊懀⑻岢鎏岣邿o人機通信穩(wěn)定性和自主飛行可靠性的方案。3、（本題5分）詳細闡述航空航天中的微重力環(huán)境及其應用，包括微重力對物理、化學、生物過程的影響，分析在微重力環(huán)境下進行科學實驗和材料加工的技術和方法。三、案例分析題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）在一次直升機的海上救援任務中，由于惡劣的海況和大風天氣，直升機出現(xiàn)了強烈的晃動和不穩(wěn)定飛行。請分析造成直升機不穩(wěn)定飛行的原因，如海風氣流、海浪影響、直升機自身特性等，并提出在復雜海況下提高直升機飛行穩(wěn)定性的方法。2、（本題5分）一家航空航天材料研發(fā)企業(yè)正在開發(fā)一種高強度、耐高溫的新型合金，用于制造飛機發(fā)動機部件。在研發(fā)過程中，需要解決材料的合成工藝、性能測試、成本控制等問題。請分析這些問題的關鍵技術和解決方案，探討新型合金在航空發(fā)動機應用中的前景和挑戰(zhàn)。3、（本題5分）在一次火箭發(fā)射準備階段，發(fā)現(xiàn)推進劑加注系統(tǒng)存在泄漏隱患。對推進劑加注系統(tǒng)泄漏隱患進行分析和評估。探討泄漏隱患產(chǎn)生的可能原因，對發(fā)射計劃的影響，以及如何確保推進劑加注系統(tǒng)的密封性和安全性。4、（本題5分）某型無人機在執(zhí)行偵察任務時，其圖像傳輸系統(tǒng)受到敵方干擾，導致圖像中斷和模糊。請研究敵方干擾的可能方式和原理，提出無人機圖像傳輸系統(tǒng)的抗干擾措施，如加密技術、頻率跳變等，以及如何在復雜電磁環(huán)境下保障偵察任務的順利進行。5、（本題5分）一顆衛(wèi)星在軌道上運行時，遭遇了空間碎片的撞擊，部分功能受損。請分析空間碎片撞擊對衛(wèi)星的危害，研究如何提高衛(wèi)星在空間環(huán)