廣東生態(tài)工程職業(yè)學(xué)院《飛行器總體設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》2023-2024學(xué)年第二學(xué)期期末試卷

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2023-2024學(xué)年第二學(xué)期期末試卷題號(hào)一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共15個(gè)小題，每小題1分，共15分．在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的．）1、飛行器的飛行性能評(píng)估包括多個(gè)方面。以下關(guān)于飛行性能評(píng)估指標(biāo)的描述，不正確的是：（）A.最大平飛速度反映了飛行器的高速飛行能力B.航程是指飛行器在不加油的情況下能夠飛行的最大距離C.爬升率表示飛行器上升的快慢，只與發(fā)動(dòng)機(jī)推力有關(guān)D.過載系數(shù)反映了飛行器在機(jī)動(dòng)飛行時(shí)承受載荷的能力2、飛行器的飛行環(huán)境對(duì)其性能和安全有重要影響。以下關(guān)于高空飛行環(huán)境的描述，不正確的是：（）A.隨著高度增加，大氣壓力和密度逐漸降低B.高空溫度較低，可能會(huì)導(dǎo)致飛行器表面結(jié)冰C.高空的稀薄空氣會(huì)使飛行器的發(fā)動(dòng)機(jī)推力減小D.飛行器在高空飛行時(shí)不會(huì)受到雷電等氣象因素的影響3、在飛行器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，需要考慮強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性等要求。以下關(guān)于飛行器結(jié)構(gòu)的疲勞問題，哪一項(xiàng)是錯(cuò)誤的？（）A.飛行器在反復(fù)的起降和飛行過程中，結(jié)構(gòu)會(huì)受到交變載荷的作用，容易產(chǎn)生疲勞裂紋B.疲勞裂紋的擴(kuò)展會(huì)逐漸降低結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度，最終可能導(dǎo)致結(jié)構(gòu)失效C.通過合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、材料選擇和制造工藝，可以有效地提高飛行器結(jié)構(gòu)的抗疲勞性能D.只要飛行器的結(jié)構(gòu)材料強(qiáng)度足夠高，就不會(huì)出現(xiàn)疲勞問題4、在航天器的姿態(tài)確定中，常用多種傳感器的數(shù)據(jù)進(jìn)行融合。假設(shè)一顆衛(wèi)星同時(shí)使用了太陽敏感器、地球敏感器和陀螺儀的數(shù)據(jù)。以下哪種數(shù)據(jù)融合方法最有可能提高姿態(tài)確定的精度？（）A.加權(quán)平均法B.卡爾曼濾波法C.最小二乘法D.模糊邏輯法5、航空航天中的人機(jī)工效學(xué)關(guān)注人員與設(shè)備的交互關(guān)系。以下關(guān)于人機(jī)工效學(xué)的描述，不正確的是：（）A.設(shè)計(jì)合理的駕駛艙布局，提高飛行員的操作舒適性和效率B.考慮人的生理和心理特點(diǎn)，優(yōu)化設(shè)備的操作界面和顯示方式C.人機(jī)工效學(xué)只適用于飛行器的設(shè)計(jì)，不適用于航天器D.進(jìn)行人員培訓(xùn)，提高其對(duì)設(shè)備的操作熟練程度和應(yīng)急處理能力6、在飛行器的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度分析中，需要考慮多種載荷情況。假設(shè)一架飛機(jī)在著陸時(shí)受到?jīng)_擊載荷，以下哪個(gè)部位最容易發(fā)生結(jié)構(gòu)破壞？（）A.機(jī)翼根部B.機(jī)身中段C.起落架支柱D.尾翼7、飛行器的起落架系統(tǒng)設(shè)計(jì)需要考慮多種因素。以下關(guān)于起落架的描述，錯(cuò)誤的是：（）A.起落架要能夠承受飛機(jī)在起降時(shí)的巨大沖擊力B.現(xiàn)代飛機(jī)的起落架通常采用可收放式設(shè)計(jì)，以減小飛行阻力C.起落架的剎車系統(tǒng)對(duì)于飛機(jī)的短距離著陸至關(guān)重要D.起落架的結(jié)構(gòu)和性能對(duì)飛機(jī)的飛行速度和高度沒有影響8、在航空航天工程中，飛行器的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度分析是確保其安全性和可靠性的重要環(huán)節(jié)。結(jié)構(gòu)需要承受飛行中的各種載荷，包括靜載荷和動(dòng)載荷。例如，飛機(jī)在飛行中會(huì)受到氣流顛簸產(chǎn)生的動(dòng)載荷。那么，以下哪種分析方法常用于飛行器結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的評(píng)估？（）A.有限元分析B.理論計(jì)算C.實(shí)驗(yàn)測試D.以上都是9、高超音速飛行器是當(dāng)前航空航天領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一。以下關(guān)于高超音速飛行器面臨的技術(shù)挑戰(zhàn)，哪一項(xiàng)是錯(cuò)誤的？（）A.高超音速飛行時(shí)，飛行器表面的氣動(dòng)加熱非常嚴(yán)重，需要采用先進(jìn)的熱防護(hù)材料和技術(shù)B.高超音速飛行器的氣動(dòng)力和熱力學(xué)特性非常復(fù)雜，需要精確的數(shù)值模擬和實(shí)驗(yàn)研究來優(yōu)化設(shè)計(jì)C.高超音速飛行器的發(fā)動(dòng)機(jī)需要在極端條件下工作，目前還沒有成熟的動(dòng)力系統(tǒng)能夠滿足需求D.高超音速飛行器的飛行速度快，因此對(duì)導(dǎo)航和通信系統(tǒng)的要求不高，可以采用傳統(tǒng)的技術(shù)10、飛行器的飛行性能包括速度、高度、航程等多個(gè)方面。對(duì)于超音速飛機(jī)，以下關(guān)于其飛行性能的描述，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.超音速飛機(jī)在突破音障時(shí)會(huì)產(chǎn)生激波，導(dǎo)致阻力急劇增加B.超音速飛機(jī)的飛行高度通常較高，以減小空氣阻力和提高發(fā)動(dòng)機(jī)效率C.超音速飛機(jī)的航程一般比亞音速飛機(jī)短，因?yàn)槠淙加拖穆瘦^高D.超音速飛機(jī)的飛行速度只取決于發(fā)動(dòng)機(jī)的推力，與飛機(jī)的外形設(shè)計(jì)無關(guān)11、在航空發(fā)動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)中，關(guān)于渦輪葉片的材料選擇，以下哪種特性是最為關(guān)鍵的（）A.高強(qiáng)度和高硬度，以承受巨大的離心力和熱應(yīng)力B.良好的導(dǎo)熱性，迅速將熱量傳遞出去，防止葉片過熱C.低密度，減輕發(fā)動(dòng)機(jī)整體重量，提高推重比D.低成本，便于大規(guī)模生產(chǎn)和應(yīng)用12、對(duì)于飛機(jī)的起落架設(shè)計(jì)，需要考慮多種因素。以下哪一項(xiàng)不是起落架設(shè)計(jì)的關(guān)鍵考慮因素？（）A.能夠承受飛機(jī)著陸時(shí)的巨大沖擊B.具有良好的減震性能C.盡量減小起落架收起后的空間占用D.起落架的重量越輕越好，無需考慮強(qiáng)度13、航空航天中的推進(jìn)劑對(duì)于飛行器的性能有重要影響。以下關(guān)于推進(jìn)劑的描述，錯(cuò)誤的是：（）A.液體推進(jìn)劑通常具有較高的比沖，但儲(chǔ)存和供應(yīng)系統(tǒng)較為復(fù)雜B.固體推進(jìn)劑易于儲(chǔ)存和使用，但燃燒過程難以控制，比沖較低C.電推進(jìn)劑具有很高的比沖，適用于長時(shí)間、低推力的任務(wù)D.航空煤油是一種常用的液體火箭推進(jìn)劑，因?yàn)槠淠芰棵芏雀?，燃燒穩(wěn)定14、航空航天中的導(dǎo)航系統(tǒng)對(duì)于飛行器的準(zhǔn)確飛行具有重要意義。以下關(guān)于導(dǎo)航系統(tǒng)的描述，錯(cuò)誤的是：（）A.慣性導(dǎo)航系統(tǒng)不依賴外部信息，能自主進(jìn)行導(dǎo)航，但存在累積誤差B.衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)精度高，但在信號(hào)受到干擾時(shí)可能會(huì)出現(xiàn)偏差C.天文導(dǎo)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(jìn)的導(dǎo)航系統(tǒng)，就不再需要飛行員進(jìn)行人工導(dǎo)航15、航天器的姿態(tài)控制通常采用動(dòng)量輪、噴氣推進(jìn)器等裝置。姿態(tài)控制系統(tǒng)要能夠精確地調(diào)整航天器的姿態(tài)，以滿足任務(wù)需求。假設(shè)一個(gè)航天器在姿態(tài)調(diào)整過程中出現(xiàn)了較大的誤差。以下關(guān)于可能原因的分析中，錯(cuò)誤的是：可能是動(dòng)量輪的轉(zhuǎn)速控制不準(zhǔn)確，無法產(chǎn)生預(yù)期的力矩。噴氣推進(jìn)器的推力大小或方向存在偏差。傳感器提供的姿態(tài)信息有誤，導(dǎo)致控制系統(tǒng)做出錯(cuò)誤的決策。那么，以下哪種情況最不可能導(dǎo)致姿態(tài)控制誤差較大？（）A.航天器受到微小隕石撞擊B.姿態(tài)控制系統(tǒng)的電源電壓波動(dòng)C.航天器內(nèi)部設(shè)備的布局改變D.宇宙射線對(duì)電子元件的干擾二、簡答題（本大題共4個(gè)小題，共20分)1、（本題5分）詳細(xì)闡述航空航天工程中的飛行載荷計(jì)算方法，包括氣動(dòng)力載荷、慣性載荷和熱載荷的計(jì)算模型和分析方法，分析飛行載荷對(duì)飛行器結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和疲勞壽命的影響。2、（本題5分）詳細(xì)闡述航天器的姿態(tài)控制系統(tǒng)，解釋姿態(tài)確定和姿態(tài)控制的方法，如慣性測量單元、太陽敏感器、地球敏感器等傳感器的工作原理，以及動(dòng)量輪、推進(jìn)器等執(zhí)行機(jī)構(gòu)的作用。3、（本題5分）一顆導(dǎo)航衛(wèi)星的原子鐘出現(xiàn)精度偏差，影響了導(dǎo)航定位的準(zhǔn)確性。地面控制中心及時(shí)調(diào)整了衛(wèi)星的參數(shù)，恢復(fù)了正常服務(wù)。請(qǐng)分析原子鐘精度偏差的可能原因，評(píng)價(jià)地面控制中心的應(yīng)對(duì)措施，并提出預(yù)防原子鐘故障的方法。4、（本題5分）詳細(xì)說明飛行器的環(huán)控系統(tǒng)的功能和工作原理，分析在高空低壓環(huán)境下如何保證座艙內(nèi)的壓力、溫度和氧氣供應(yīng)。三、論述題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）全面論述航天器的回收技術(shù)和著陸系統(tǒng)，包括返回式衛(wèi)星、載人飛船和探測器的回收方式。分析回收過程中的氣動(dòng)加熱、減速和著陸沖擊等關(guān)鍵問題，以及如何設(shè)計(jì)可靠的著陸系統(tǒng)（如降落傘、反推火箭、緩沖裝置）。探討航天器回收技術(shù)的創(chuàng)新和發(fā)展方向。2、（本題5分）深入探討航空航天中的復(fù)合材料制造工藝，包括纖維鋪設(shè)、樹脂灌注和固化成型等過程。分析不同制造工藝的優(yōu)缺點(diǎn)和適用范圍，探討如何提高復(fù)合材料制品的質(zhì)量和性能一致性，以及復(fù)合材料制造工藝在降低成本和提高生產(chǎn)效率方面的創(chuàng)新方法。3、（本題5分）全面論述航天器的軌道預(yù)報(bào)精度的影響因素，包括觀測數(shù)據(jù)誤差、力學(xué)模型誤差和數(shù)值計(jì)算方法誤差等，以及提高預(yù)報(bào)精度的方法。4、（本題5分）詳細(xì)分析航天器的通信天線設(shè)計(jì)與優(yōu)化。研究不同類型通信天線在航天器上的應(yīng)用和性能特點(diǎn)。探討如何優(yōu)化天線的布局和參數(shù)，提高通信質(zhì)量。5、（本題5分）詳細(xì)分析航天器的姿控發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)。研究姿控發(fā)動(dòng)機(jī)的類型、工作原理和性能特點(diǎn)。探討姿控發(fā)動(dòng)機(jī)在航天器姿態(tài)調(diào)整中的應(yīng)用和控制策略。四、案例分析題（本大題共4個(gè)小題，共40分)1、（本題10分）一顆通信衛(wèi)星在太空遭遇高能粒子輻射，部分電子設(shè)備出現(xiàn)故障。分析高能粒子輻射對(duì)衛(wèi)星設(shè)備的影響機(jī)制，對(duì)衛(wèi)星通信功能的損害，以及如何采取防護(hù)措施來提高衛(wèi)星在太空環(huán)境中的抗輻射能力。2、（本題10分）某型直升機(jī)的尾槳在飛行中出現(xiàn)異常噪聲和振動(dòng)，經(jīng)過檢查發(fā)現(xiàn)尾槳葉片存在損傷。請(qǐng)分析尾槳葉片損傷的可能原因，如外物撞擊、疲勞裂紋、制造缺陷等，并研究如何對(duì)尾槳進(jìn)行維護(hù)和修復(fù)以確保飛行安全。3、（本題10分）某衛(wèi)星星座計(jì)劃由多顆衛(wèi)星組成，以實(shí)現(xiàn)全球通信覆蓋。在星座設(shè)計(jì)和部署過程中，需要考慮衛(wèi)星軌道分布、頻率分配、星間鏈路等多個(gè)技術(shù)問題。請(qǐng)分析這