東南大學(xué)《航天器結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

自覺遵守考場(chǎng)紀(jì)律如考試作弊此答卷無效密自覺遵守考場(chǎng)紀(jì)律如考試作弊此答卷無效密封線第1頁，共3頁東南大學(xué)《航天器結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)》

2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷院(系)_______班級(jí)_______學(xué)號(hào)_______姓名_______題號(hào)一二三四總分得分一、單選題（本大題共15個(gè)小題，每小題2分，共30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、航空發(fā)動(dòng)機(jī)是飛行器的核心部件之一。以下關(guān)于航空發(fā)動(dòng)機(jī)類型和特點(diǎn)的敘述，錯(cuò)誤的是：（）A.渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)適用于高速飛行，但燃油效率在低速時(shí)較低B.渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)在亞音速飛行時(shí)具有較好的燃油經(jīng)濟(jì)性和推力C.渦輪螺旋槳發(fā)動(dòng)機(jī)適用于低速飛行，其功率主要來自螺旋槳D.沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)在低速時(shí)就能高效工作，常用于各類飛行器的起飛階段2、在航空航天工程中，空氣動(dòng)力學(xué)是研究飛行器與空氣相互作用的學(xué)科。對(duì)于高速飛行器，激波的產(chǎn)生會(huì)對(duì)其性能產(chǎn)生顯著影響。假設(shè)一架超音速飛機(jī)在飛行中遇到了激波阻力增大的問題。以下關(guān)于可能原因的分析中，錯(cuò)誤的是：可能是飛機(jī)的外形設(shè)計(jì)不合理，導(dǎo)致激波強(qiáng)度增加。飛行速度超過了設(shè)計(jì)的最大超音速速度。大氣條件的變化，如溫度和濕度的改變，影響了激波的形成。那么，以下哪種情況最不可能導(dǎo)致激波阻力增大？（）A.飛機(jī)的表面粗糙度增加B.飛機(jī)的機(jī)翼后掠角減小C.飛機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)推力減小D.飛機(jī)的飛行高度降低3、在航空航天領(lǐng)域，飛行器的飛行控制是一個(gè)關(guān)鍵問題。以下關(guān)于飛行控制系統(tǒng)的描述，錯(cuò)誤的是：（）A.飛行控制系統(tǒng)能夠穩(wěn)定飛行器的姿態(tài)和軌跡，確保飛行安全B.現(xiàn)代飛行控制系統(tǒng)通常采用計(jì)算機(jī)技術(shù)和傳感器來實(shí)現(xiàn)精確控制C.飛行控制系統(tǒng)只在飛行器起飛和降落階段發(fā)揮作用，在巡航階段作用不大D.飛行控制系統(tǒng)需要不斷根據(jù)飛行條件和任務(wù)需求進(jìn)行調(diào)整和優(yōu)化4、航空發(fā)動(dòng)機(jī)的壓氣機(jī)葉片在工作中會(huì)受到離心力、氣動(dòng)力和振動(dòng)等多種載荷的作用。為了提高壓氣機(jī)葉片的強(qiáng)度和可靠性，可以采用：（）A.優(yōu)化葉片的形狀B.采用新型材料制造葉片C.在葉片表面進(jìn)行強(qiáng)化處理D.以上方法綜合使用5、在航空航天材料的選擇中，關(guān)于鈦合金和鋁合金的性能特點(diǎn)及應(yīng)用范圍，以下描述恰當(dāng)?shù)氖牵海ǎ〢.鈦合金具有高強(qiáng)度、高耐熱性和良好的耐腐蝕性，但價(jià)格昂貴，主要用于航空發(fā)動(dòng)機(jī)的關(guān)鍵部件；鋁合金密度小，強(qiáng)度適中，價(jià)格較低，廣泛應(yīng)用于飛機(jī)機(jī)身和機(jī)翼結(jié)構(gòu)B.鈦合金和鋁合金在強(qiáng)度、耐熱性和耐腐蝕性方面性能相似，因此在航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用可以相互替代C.鈦合金由于其重量大、加工難度高，在航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用逐漸減少；鋁合金則由于性能有限，只適用于一些次要結(jié)構(gòu)D.鈦合金主要用于制造飛機(jī)的內(nèi)飾和非承力部件，鋁合金則用于制造發(fā)動(dòng)機(jī)葉片等高負(fù)荷部件6、航天器的熱控制是保證其正常工作的重要環(huán)節(jié)。關(guān)于航天器熱控制的方法，以下錯(cuò)誤的是：（）A.使用熱輻射涂層可以調(diào)節(jié)航天器表面的輻射散熱能力B.安裝熱管可以將熱量從高溫區(qū)域傳遞到低溫區(qū)域C.采用隔熱材料可以阻止熱量的傳遞，保持內(nèi)部溫度穩(wěn)定D.航天器在太空中不需要考慮太陽輻射的影響，只需要控制內(nèi)部設(shè)備的發(fā)熱7、在火箭推進(jìn)技術(shù)中，燃料的選擇至關(guān)重要。以下關(guān)于液體燃料和固體燃料的比較，錯(cuò)誤的是：（）A.液體燃料可以通過調(diào)節(jié)流量來控制推力大小，易于實(shí)現(xiàn)推力調(diào)節(jié)B.固體燃料的儲(chǔ)存和使用相對(duì)簡(jiǎn)單，不需要復(fù)雜的供應(yīng)系統(tǒng)C.液體燃料的能量密度通常高于固體燃料，能夠提供更大的推力D.固體燃料一旦點(diǎn)火就無法停止，而液體燃料可以隨時(shí)停止燃燒8、航空航天工程中的可靠性設(shè)計(jì)對(duì)于確保飛行器和航天器的安全運(yùn)行至關(guān)重要。假設(shè)一個(gè)關(guān)鍵的航空航天部件需要極高的可靠性。以下關(guān)于可靠性設(shè)計(jì)方法和策略的描述，哪一項(xiàng)是有效的？（）A.不進(jìn)行故障模式和影響分析，依靠經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)B.采用冗余設(shè)計(jì)和容錯(cuò)技術(shù)，提高系統(tǒng)的可靠性C.只關(guān)注部件的性能，不考慮其可靠性和可維護(hù)性D.可靠性設(shè)計(jì)對(duì)成本和重量的影響可以忽略不計(jì)9、在航空發(fā)動(dòng)機(jī)的壓氣機(jī)設(shè)計(jì)中，需要提高壓氣機(jī)的效率和穩(wěn)定性。假設(shè)正在優(yōu)化一款壓氣機(jī)的設(shè)計(jì)。以下關(guān)于壓氣機(jī)設(shè)計(jì)參數(shù)和改進(jìn)措施的描述，哪一項(xiàng)是正確的？（）A.增加壓氣機(jī)的級(jí)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(zhǎng)可以提高壓氣機(jī)效率，但會(huì)降低其穩(wěn)定性C.采用先進(jìn)的葉型設(shè)計(jì)可以同時(shí)提高壓氣機(jī)的效率和穩(wěn)定性D.壓氣機(jī)的進(jìn)口氣流速度對(duì)其性能沒有影響，不需要進(jìn)行控制10、航空電子系統(tǒng)是現(xiàn)代飛行器的重要組成部分。以下關(guān)于航空電子系統(tǒng)的描述，錯(cuò)誤的是：（）A.航空電子系統(tǒng)包括通信、導(dǎo)航、雷達(dá)等多個(gè)子系統(tǒng)B.先進(jìn)的航空電子系統(tǒng)能夠提高飛行器的飛行效率和安全性C.航空電子系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)是集成化、智能化和數(shù)字化D.航空電子系統(tǒng)一旦安裝完成，就不需要進(jìn)行升級(jí)和維護(hù)11、太空環(huán)境對(duì)宇航員的身體健康會(huì)產(chǎn)生多種影響，例如微重力會(huì)導(dǎo)致宇航員的骨骼和肌肉萎縮、心血管功能下降等。為了減輕這些影響，宇航員在太空任務(wù)期間需要進(jìn)行特殊的鍛煉和防護(hù)措施。以下哪種鍛煉方式對(duì)于預(yù)防骨骼和肌肉萎縮效果最為明顯？（）A.有氧運(yùn)動(dòng)B.力量訓(xùn)練C.柔韌性訓(xùn)練D.平衡訓(xùn)練12、航空航天領(lǐng)域的材料疲勞問題是影響飛行器結(jié)構(gòu)壽命的重要因素。材料在循環(huán)載荷作用下會(huì)逐漸產(chǎn)生裂紋并擴(kuò)展，最終導(dǎo)致結(jié)構(gòu)失效。那么，以下哪種方法可以有效檢測(cè)材料的疲勞裂紋？（）A.超聲波檢測(cè)B.射線檢測(cè)C.磁粉檢測(cè)D.以上都可以13、航空發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒過程對(duì)其性能和效率有著重要影響。燃燒室內(nèi)的燃料與空氣混合、燃燒，產(chǎn)生高溫高壓氣體。假設(shè)在某型發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒過程中，出現(xiàn)了燃燒不穩(wěn)定的現(xiàn)象。以下關(guān)于可能原因的分析中，錯(cuò)誤的是：可能是燃料噴射不均勻，導(dǎo)致局部燃料過濃或過稀。燃燒室內(nèi)的氣流速度和壓力分布不合理，影響了燃燒的穩(wěn)定性。燃料的化學(xué)性質(zhì)發(fā)生變化，燃燒特性改變。那么，以下哪種情況最不可能導(dǎo)致燃燒不穩(wěn)定？（）A.燃燒室的材料老化B.進(jìn)氣溫度的突然變化C.燃油濾清器堵塞D.燃燒室內(nèi)有異物進(jìn)入14、航天器的姿態(tài)控制對(duì)于其正常運(yùn)行和完成任務(wù)至關(guān)重要。以下關(guān)于航天器姿態(tài)控制的描述，錯(cuò)誤的是：（）A.航天器姿態(tài)控制可以通過噴氣推進(jìn)、動(dòng)量輪等方式實(shí)現(xiàn)B.精確的姿態(tài)控制能夠保證航天器上的儀器設(shè)備對(duì)準(zhǔn)目標(biāo)，進(jìn)行有效觀測(cè)和通信C.航天器在太空中不受外界干擾，姿態(tài)可以長(zhǎng)期保持穩(wěn)定，無需頻繁控制D.姿態(tài)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)需要考慮航天器的質(zhì)量分布、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量等因素15、在航天任務(wù)的軌道規(guī)劃中，需要考慮多種約束條件。假設(shè)要執(zhí)行一次月球探測(cè)任務(wù)。以下關(guān)于軌道規(guī)劃的考慮和策略的描述，哪一個(gè)是正確的？（）A.直接發(fā)射到月球軌道是最節(jié)省燃料的方式，不需要考慮中間過程B.可以利用地球和月球的引力場(chǎng)進(jìn)行借力飛行，節(jié)省燃料和時(shí)間C.月球探測(cè)任務(wù)的軌道不需要考慮返回地球的路線，只關(guān)注去程D.軌道規(guī)劃只需要考慮飛行器的初始速度和位置，其他因素不重要二、簡(jiǎn)答題（本大題共3個(gè)小題，共15分)1、（本題5分）詳細(xì)說明航空航天領(lǐng)域中的飛行器結(jié)構(gòu)損傷檢測(cè)技術(shù)，如無損檢測(cè)技術(shù)，討論如何及時(shí)發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)中的損傷。2、（本題5分）全面剖析衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)中的誤差修正方法，包括衛(wèi)星時(shí)鐘誤差修正、電離層延遲修正、對(duì)流層延遲修正等，解釋如何通過差分定位技術(shù)提高導(dǎo)航精度。3、（本題5分）深入探討航空航天中的故障診斷與容錯(cuò)控制技術(shù)，包括基于模型的診斷方法、基于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的診斷方法和容錯(cuò)控制策略，分析故障診斷與容錯(cuò)控制技術(shù)在提高系統(tǒng)可靠性和可用性方面的作用。三、論述題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）全面論述飛機(jī)的飛行操縱系統(tǒng)，包括機(jī)械操縱、液壓操縱和電傳操縱的原理、特點(diǎn)和發(fā)展歷程，以及操縱系統(tǒng)的可靠性設(shè)計(jì)。2、（本題5分）詳細(xì)論述航空發(fā)動(dòng)機(jī)的維修與維護(hù)技術(shù)，包括定期檢修、故障診斷、零部件更換和發(fā)動(dòng)機(jī)翻新等方面。研究維修技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)，如基于狀態(tài)的維修、預(yù)測(cè)性維修和智能維修，分析維修成本和維修周期對(duì)航空運(yùn)營的影響，以及如何提高發(fā)動(dòng)機(jī)的可維修性和維修質(zhì)量。3、（本題5分）全面論述飛機(jī)的失速現(xiàn)象，包括失速的機(jī)理、特征和危害，以及預(yù)防飛機(jī)失速的措施和飛行操作技巧。4、（本題5分）深入探討航空航天中的數(shù)值模擬方法（如CFD、FEA等）在飛行器設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，包括模型建立、算法選擇、邊界條件設(shè)置等。分析數(shù)值模擬結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性驗(yàn)證方法，以及如何結(jié)合試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。研究數(shù)值模擬在空氣動(dòng)力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)、熱學(xué)等多學(xué)科領(lǐng)域的協(xié)同仿真中的作用和發(fā)展趨勢(shì)。5、（本題5分）太空探索中的空間碎片問題對(duì)航天器的安全構(gòu)成嚴(yán)重威脅。請(qǐng)?jiān)敿?xì)論述空間碎片的產(chǎn)生來源、分布特征和危害程度，研究空間碎片監(jiān)測(cè)、預(yù)警和防護(hù)技術(shù)，分析國際合作在空間碎片治理中的重要性和現(xiàn)有機(jī)制的有效性，以及未來減少空間碎片產(chǎn)生和清除空間碎片的技術(shù)途徑和發(fā)展策略。四、案例分析題（本大題共3個(gè)小題，共30分)1、（本題10分）一家航空航天企業(yè)正在研制一種新型的電動(dòng)飛機(jī)，面臨著電池能量密度、充電時(shí)間、電機(jī)效率等技術(shù)瓶頸。請(qǐng)分析解決這些技術(shù)瓶頸的可能途徑，探討電動(dòng)飛機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)和市場(chǎng)前景，以及在推廣應(yīng)用中可能面臨的政策和基礎(chǔ)設(shè)施方