中國礦業(yè)大學（北京）《飛行器系統(tǒng)分析與設計》2023-2024學年第一學期期末試卷

學校________________班級____________姓名____________考場____________準考證號學校________________班級____________姓名____________考場____________準考證號…………密…………封…………線…………內…………不…………要…………答…………題…………第1頁，共3頁中國礦業(yè)大學（北京）《飛行器系統(tǒng)分析與設計》

2023-2024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1分，共15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、航空航天中的數值模擬技術在設計和分析中發(fā)揮著重要作用。假設在對一種新型飛行器的外流場進行數值模擬時，發(fā)現(xiàn)計算結果與風洞試驗存在較大偏差。以下哪種原因最有可能導致這種偏差？（）A.網格劃分不夠精細B.物理模型不準確C.邊界條件設置錯誤D.以上都有可能2、在航空航天工程中的復合材料應用，以下對于碳纖維復合材料和玻璃纖維復合材料的性能差異，不正確的是（）A.碳纖維復合材料具有更高的強度和模量，但價格相對較高B.玻璃纖維復合材料的耐腐蝕性能優(yōu)于碳纖維復合材料C.碳纖維復合材料在高溫環(huán)境下的性能比玻璃纖維復合材料穩(wěn)定D.在航空航天領域，玻璃纖維復合材料的應用范圍比碳纖維復合材料更廣泛3、在航空航天工程中的飛行仿真技術，以下關于全動飛行模擬器和桌面飛行模擬器的功能和應用，錯誤的是（）A.全動飛行模擬器可以提供逼真的飛行體驗，包括運動感覺和視覺效果，主要用于飛行員的訓練B.桌面飛行模擬器則側重于飛行程序和操作流程的訓練，成本較低，適用于個人愛好者和初級學員C.飛行仿真技術可以幫助飛行員熟悉飛機性能、應對突發(fā)情況，提高飛行技能D.飛行仿真技術只能用于飛行訓練，不能用于飛機設計和性能評估4、航天器的電源系統(tǒng)是保障其正常運行的關鍵之一。常見的航天器電源系統(tǒng)包括太陽能電池陣、蓄電池和核電源等。以下關于航天器電源系統(tǒng)的選擇和設計，哪一項是錯誤的？（）A.對于近地軌道航天器，太陽能電池陣通常是首選的電源方案，因為其能量供應充足且可靠B.對于深空探測任務，由于距離太陽較遠，太陽能電池陣的效率降低，核電源可能是更合適的選擇C.蓄電池可以在航天器進入陰影區(qū)或太陽能電池陣故障時提供臨時的電力支持，但能量密度較低D.航天器電源系統(tǒng)的設計只需要考慮能量供應的需求，不需要考慮重量、體積和可靠性等因素5、航空航天工程中的飛行器制造工藝包括多種技術和方法。以下關于飛行器復合材料制造工藝，哪一項是不準確的？（）A.復合材料制造工藝包括手糊成型、纏繞成型、拉擠成型等，不同工藝適用于不同的結構和形狀B.自動鋪絲技術可以提高復合材料構件的制造效率和質量，減少人工操作的誤差C.復合材料制造過程中需要進行嚴格的質量控制和檢測，確保構件的性能和可靠性D.復合材料制造工藝簡單，成本低，可以大規(guī)模應用于飛行器的所有結構部件6、衛(wèi)星的軌道機動需要消耗推進劑。假設一顆衛(wèi)星需要從低軌道轉移到高軌道，為了減少推進劑的消耗，以下哪種軌道轉移方式最優(yōu)化？（）A.霍曼轉移B.雙橢圓轉移C.脈沖式轉移D.連續(xù)推力轉移7、火箭發(fā)動機的工作原理是通過燃燒推進劑產生高溫高壓氣體，從而產生推力。不同類型的火箭發(fā)動機，如液體火箭發(fā)動機和固體火箭發(fā)動機，具有不同的特點和應用場景。那么，液體火箭發(fā)動機的主要優(yōu)點是？（）A.推力大B.結構簡單C.可多次啟動D.儲存方便8、飛行器的飛行環(huán)境包括大氣環(huán)境和太空環(huán)境。在大氣高層，稀薄氣體效應會對飛行器的性能產生影響。以下關于稀薄氣體效應的描述，哪一項是錯誤的？（）A.稀薄氣體效應會導致飛行器的阻力減小，升力降低B.稀薄氣體效應使得傳統(tǒng)的空氣動力學理論不再適用，需要采用特殊的計算方法和模型C.飛行器在稀薄氣體環(huán)境中飛行時，表面的熱交換過程會發(fā)生變化，影響熱防護設計D.稀薄氣體效應只在飛行器進入太空后才會出現(xiàn)，在大氣層內飛行時可以忽略不計9、衛(wèi)星通信中的頻段選擇對于通信質量和容量有重要影響。不同頻段具有不同的傳播特性和可用帶寬。那么，在衛(wèi)星通信中，以下哪個頻段通常具有較高的帶寬和較好的傳播特性？（）A.C頻段B.Ku頻段C.Ka頻段D.以上都不錯10、在衛(wèi)星通信系統(tǒng)中，信號的傳輸和接收質量受到多種因素的影響。假設一個衛(wèi)星通信地面站接收信號不穩(wěn)定。以下關于可能的原因和解決方法的描述，哪一項是準確的？（）A.大氣層的電離層干擾無法避免，只能接受信號不穩(wěn)定的情況B.地面站的天線增益不足，更換更大尺寸的天線一定能解決問題C.衛(wèi)星軌道的偏差會導致信號傳輸時間變化，無法進行補償D.多徑傳播會造成信號衰落，可以采用分集接收技術來改善11、航空航天領域中的導航和制導系統(tǒng)是實現(xiàn)精確飛行和任務完成的重要保障。以下關于導航和制導系統(tǒng)的描述，哪一項是錯誤的？（）A.慣性導航系統(tǒng)依靠測量飛行器的加速度和角速度來確定其位置和姿態(tài)，具有自主性強、精度高的優(yōu)點B.衛(wèi)星導航系統(tǒng)如GPS可以為飛行器提供全球范圍內的高精度定位信息C.制導系統(tǒng)根據導航系統(tǒng)提供的信息和任務要求，計算并控制飛行器的飛行軌跡D.導航和制導系統(tǒng)只適用于飛行器，在衛(wèi)星等航天器上不需要使用12、飛機的防冰系統(tǒng)對于在寒冷氣象條件下的飛行安全至關重要。常見的防冰方法包括熱氣防冰、電加熱防冰和機械除冰等。假設某型飛機在飛行中機翼出現(xiàn)結冰現(xiàn)象。以下哪種防冰方法最適合用于機翼除冰？（）A.熱氣防冰B.電加熱防冰C.機械除冰D.以上方法結合使用13、在航天器的返回過程中，需要經歷高溫、高壓等極端環(huán)境。假設一個返回式衛(wèi)星在再入大氣層時，表面溫度急劇升高。為了保護衛(wèi)星內部的設備和人員安全，以下哪種熱防護措施最關鍵？（）A.燒蝕防熱B.輻射防熱C.隔熱瓦D.熱沉式防熱14、在航空航天發(fā)動機的燃燒過程中，燃料的霧化效果對燃燒效率有重要影響。以下關于燃料霧化的描述，不正確的是：（）A.霧化后的燃料液滴越小，燃燒越充分B.燃料的霧化主要依靠噴油嘴的設計和工作參數C.霧化過程只與燃料的物理性質有關，與燃燒室內的壓力和溫度無關D.良好的霧化效果可以降低污染物的排放15、航天器的對接是一項復雜而精細的操作，需要精確的控制和導航系統(tǒng)。在對接過程中，需要考慮相對速度、姿態(tài)和位置等因素。為了實現(xiàn)航天器的精準對接，通常會使用：（）A.激光測距儀B.雷達傳感器C.光學相機D.以上設備結合使用二、簡答題（本大題共4個小題，共20分)1、（本題5分）論述航天器的軌道轉移過程中的軌道動力學問題，分析如何進行精確的軌道規(guī)劃和控制。2、（本題5分）詳細說明航空發(fā)動機的尾氣再循環(huán)技術的原理和應用前景，討論其對發(fā)動機性能和環(huán)保的影響。3、（本題5分）深入探討航空航天中的通信技術，包括衛(wèi)星通信、深空通信、航空通信等的特點和技術挑戰(zhàn)，分析通信頻段的選擇、信號調制解調、天線設計等方面的關鍵技術。4、（本題5分）全面剖析航空發(fā)動機的渦輪設計，包括渦輪葉片材料、冷卻技術、氣動設計等方面，解釋渦輪的工作原理和性能要求，分析先進渦輪設計技術對發(fā)動機性能提升的作用。三、論述題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）全面論述飛機的飛行安全評估體系，包括風險識別、風險評估和風險控制的方法和流程，以及安全管理措施的有效性評估。2、（本題5分）詳細分析飛機結構的損傷檢測技術，探討無損檢測方法（如超聲檢測、射線檢測、渦流檢測）的原理和應用。研究損傷檢測在飛機維護和適航中的重要性，以及如何提高檢測的靈敏度和準確性。3、（本題5分）詳細分析航天器的通信鏈路和數據傳輸技術，包括射頻通信、激光通信和衛(wèi)星通信等。探討不同通信方式的特點和適用場景，分析數據傳輸過程中的誤碼率控制、加密和解密等關鍵技術，以及如何提高通信鏈路的可靠性和帶寬利用率。4、（本題5分）詳細闡述航空航天中的飛行模擬訓練設備，如飛行模擬器、訓練艙和虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)。分析模擬訓練設備的功能和性能要求，以及如何為飛行員提供逼真的訓練環(huán)境和有效的訓練課程。研究飛行模擬訓練在提高飛行員技能和保障飛行安全方面的作用和效果評估。5、（本題5分）全面論述人機工效學在航空航天中的應用和重要性，包括駕駛艙布局、操作界面設計、工作負荷評估等。探討如何通過人機工效學設計提高飛行員和航天員的工作效率和安全性。四、案例分析題（本大題共4個小題，共40分)1、（本題10分）某航天器的姿態(tài)敏感器在工作過程中出現(xiàn)數據漂移，影響了姿態(tài)控制精度。請分析姿態(tài)敏感器數據漂移的可能原因，如溫度變化、電磁干擾等，評估對航天器姿態(tài)穩(wěn)定的影響，并提出提高敏感器性能和可靠性的方案。2、（本題10分）一家航天企業(yè)研發(fā)的新型太空艙在熱真空試驗中，出現(xiàn)艙內溫度分布不均勻的問題。請分析溫度分布不均勻的原因，可能是隔熱材料性能差異、熱交換系統(tǒng)故障或艙體結構設計不合理，評估對太空艙內設備和航天員舒適度的影響，以及采取的溫度調節(jié)措施的效果，并建議如何優(yōu)化太空艙的熱控設計和試驗方法。3、（本題10分）一架飛機在高空飛行時，駕駛艙內的多個儀表突然同時失靈，給飛行員的操作帶來極大困難。幸運的是，飛行員憑借經驗成功返航。事后