太原師范學(xué)院《飛行器結(jié)構(gòu)力學(xué)》2023-2024學(xué)年第二學(xué)期期末試卷

自覺(jué)遵守考場(chǎng)紀(jì)律如考試作弊此答卷無(wú)效密自覺(jué)遵守考場(chǎng)紀(jì)律如考試作弊此答卷無(wú)效密封線第1頁(yè)，共3頁(yè)太原師范學(xué)院《飛行器結(jié)構(gòu)力學(xué)》

2023-2024學(xué)年第二學(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20個(gè)小題，每小題2分，共40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、航天器的軌道設(shè)計(jì)是一項(xiàng)復(fù)雜的任務(wù)，需要考慮多種因素，如任務(wù)需求、地球引力、大氣阻力等。近地軌道衛(wèi)星通常具有較低的軌道高度和較快的繞地速度。當(dāng)一顆近地軌道衛(wèi)星需要調(diào)整軌道高度時(shí)，可以通過(guò)改變衛(wèi)星的速度來(lái)實(shí)現(xiàn)。如果要將衛(wèi)星的軌道高度升高，應(yīng)該：（）A.增加衛(wèi)星的速度B.降低衛(wèi)星的速度C.先增加速度，然后降低速度D.先降低速度，然后增加速度2、飛行器的導(dǎo)航系統(tǒng)是確保其準(zhǔn)確飛行和到達(dá)目的地的關(guān)鍵。導(dǎo)航系統(tǒng)包括慣性導(dǎo)航、衛(wèi)星導(dǎo)航、無(wú)線電導(dǎo)航等多種方式。在長(zhǎng)距離飛行中，哪種導(dǎo)航方式的精度和可靠性最高？（）A.慣性導(dǎo)航B.衛(wèi)星導(dǎo)航C.無(wú)線電導(dǎo)航D.組合導(dǎo)航3、在飛機(jī)的飛行性能評(píng)估中，以下哪個(gè)指標(biāo)對(duì)航線規(guī)劃和運(yùn)營(yíng)成本影響最大（）A.只關(guān)注飛機(jī)的最大速度，不考慮其他性能指標(biāo)B.忽略飛機(jī)的燃油消耗率，不進(jìn)行節(jié)能評(píng)估C.綜合考慮飛機(jī)的航程、升阻比、燃油消耗率等指標(biāo)，為航線規(guī)劃和運(yùn)營(yíng)提供科學(xué)依據(jù)，降低運(yùn)營(yíng)成本D.認(rèn)為飛行性能評(píng)估對(duì)航空公司運(yùn)營(yíng)不重要4、飛行器的燃油系統(tǒng)設(shè)計(jì)需要考慮多方面因素。以下關(guān)于燃油系統(tǒng)的描述，不正確的是：（）A.燃油系統(tǒng)要確保在各種飛行姿態(tài)下都能穩(wěn)定地向發(fā)動(dòng)機(jī)供油B.燃油箱的布局和形狀設(shè)計(jì)要考慮重心平衡和防泄漏等問(wèn)題C.燃油濾清器可以過(guò)濾掉燃油中的雜質(zhì)，保護(hù)發(fā)動(dòng)機(jī)，但會(huì)增加燃油的阻力D.燃油系統(tǒng)的設(shè)計(jì)不需要考慮飛機(jī)的改型和升級(jí)需求，只滿足當(dāng)前型號(hào)的要求即可5、航空航天中的人機(jī)工效學(xué)研究人員與飛行器之間的相互關(guān)系。關(guān)于人機(jī)界面的設(shè)計(jì)，以下說(shuō)法不正確的是：（）A.要考慮飛行員的操作習(xí)慣和認(rèn)知能力，提高操作效率B.顯示器的信息顯示要清晰、簡(jiǎn)潔，避免信息過(guò)載C.控制裝置的布局和操作方式要符合人體工程學(xué)原理D.人機(jī)界面的設(shè)計(jì)只關(guān)注硬件部分，軟件界面不重要6、在太空探索任務(wù)中，生命支持系統(tǒng)是保障宇航員生存的關(guān)鍵。假設(shè)進(jìn)行一次長(zhǎng)期的載人火星任務(wù)。以下關(guān)于生命支持系統(tǒng)的功能和設(shè)計(jì)要求的描述，哪一項(xiàng)是最重要的？（）A.生命支持系統(tǒng)只需提供氧氣，其他物質(zhì)可以忽略B.系統(tǒng)的重量和體積不重要，只要能滿足基本需求C.能夠?qū)崿F(xiàn)水、氧氣和食物的循環(huán)再生，同時(shí)有效處理廢物D.生命支持系統(tǒng)不需要考慮可靠性和可維護(hù)性，一次性使用即可7、航空航天工程中，空氣動(dòng)力學(xué)的研究對(duì)于飛行器的設(shè)計(jì)和性能優(yōu)化至關(guān)重要。在高速氣流中，激波的產(chǎn)生會(huì)對(duì)飛行器的阻力和升力產(chǎn)生顯著影響。激波的強(qiáng)度和位置取決于飛行器的外形和飛行速度。當(dāng)飛行器以超音速飛行時(shí)，激波通常會(huì)出現(xiàn)在：（）A.飛行器的頭部B.飛行器的尾部C.飛行器的翼尖D.飛行器的表面任意位置8、航天器的軌道機(jī)動(dòng)需要消耗能量。關(guān)于軌道機(jī)動(dòng)的方式，以下說(shuō)法不正確的是：（）A.可以通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)推力改變航天器的速度，實(shí)現(xiàn)軌道調(diào)整B.利用引力輔助可以節(jié)省軌道機(jī)動(dòng)所需的能量C.軌道機(jī)動(dòng)只能在特定的時(shí)間和地點(diǎn)進(jìn)行，受到諸多限制D.可以通過(guò)釋放質(zhì)量來(lái)改變航天器的軌道，這種方式簡(jiǎn)單高效9、在航空發(fā)動(dòng)機(jī)的渦輪葉片制造中，需要采用先進(jìn)的材料和工藝。以下關(guān)于渦輪葉片的制造技術(shù)，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.渦輪葉片通常采用高溫合金材料，具有良好的耐高溫性能B.可以采用鑄造、鍛造或增材制造等方法來(lái)制造渦輪葉片C.為了提高葉片的冷卻效果，通常在葉片內(nèi)部設(shè)計(jì)復(fù)雜的冷卻通道D.渦輪葉片的制造技術(shù)已經(jīng)非常成熟，不需要進(jìn)一步研發(fā)和改進(jìn)10、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(lái)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(méi)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)11、在航空航天領(lǐng)域，飛行仿真技術(shù)有著廣泛的應(yīng)用。關(guān)于飛行仿真的作用，以下說(shuō)法不正確的是：（）A.可以在設(shè)計(jì)階段評(píng)估飛行器的性能和操縱特性B.能夠?yàn)轱w行員提供逼真的訓(xùn)練環(huán)境，提高飛行技能C.飛行仿真結(jié)果完全準(zhǔn)確，可以替代實(shí)際飛行試驗(yàn)D.有助于優(yōu)化飛行控制算法和飛行程序12、在飛機(jī)的飛行性能評(píng)估中，關(guān)于爬升性能和巡航性能的關(guān)系，以下闡述正確的是：（）A.飛機(jī)的爬升性能好，巡航性能一定好，因?yàn)閮烧叨既Q于發(fā)動(dòng)機(jī)的推力和飛機(jī)的氣動(dòng)性能B.爬升性能主要取決于飛機(jī)的剩余推力，巡航性能主要取決于飛機(jī)的升阻比和發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油效率C.爬升性能和巡航性能沒(méi)有直接關(guān)系，它們分別由不同的因素決定，互不影響D.飛機(jī)的巡航性能好，爬升性能一定好，因?yàn)榱己玫难埠叫阅芤馕吨w機(jī)的整體性能優(yōu)越13、飛行器的燃油系統(tǒng)負(fù)責(zé)儲(chǔ)存、輸送燃油，并確保燃油的正常供應(yīng)。燃油系統(tǒng)的故障可能會(huì)影響飛行器的性能和安全。假設(shè)一架飛機(jī)在飛行中出現(xiàn)燃油壓力不穩(wěn)定的情況。以下關(guān)于可能原因的分析中，錯(cuò)誤的是：可能是燃油泵工作不正常，輸出壓力波動(dòng)。燃油濾清器堵塞，導(dǎo)致燃油流動(dòng)受阻。油箱內(nèi)的燃油量過(guò)少，產(chǎn)生了氣泡，影響了壓力。那么，以下哪種情況最不可能導(dǎo)致燃油壓力不穩(wěn)定？（）A.飛機(jī)的飛行姿態(tài)變化劇烈B.燃油管路的接頭松動(dòng)C.燃油的粘度發(fā)生變化D.飛機(jī)的飛行速度突然增加14、航空航天飛行器的飛行軌跡規(guī)劃需要考慮多種約束條件，如地形、氣象、空中交通管制等。假設(shè)一架飛機(jī)需要在復(fù)雜氣象條件下進(jìn)行繞飛。以下哪個(gè)因素在軌跡規(guī)劃中最為關(guān)鍵？（）A.氣象預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確性B.飛機(jī)的剩余燃油量C.繞飛路線的安全性D.空中交通管制的指令15、飛行器的結(jié)構(gòu)振動(dòng)問(wèn)題可能影響飛行的舒適性和安全性。結(jié)構(gòu)振動(dòng)的原因包括發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)、氣流激勵(lì)等。那么，以下哪種方法可以有效地抑制結(jié)構(gòu)振動(dòng)？（）A.增加結(jié)構(gòu)剛度B.安裝減振裝置C.優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)D.以上都是16、航天器的軌道交會(huì)和對(duì)接是航天任務(wù)中的關(guān)鍵操作。在對(duì)接過(guò)程中，需要精確的導(dǎo)航、制導(dǎo)和控制技術(shù)。假設(shè)兩個(gè)航天器在對(duì)接過(guò)程中出現(xiàn)位置偏差。以下哪個(gè)系統(tǒng)最有可能需要進(jìn)行調(diào)整和修正？（）A.導(dǎo)航系統(tǒng)B.制導(dǎo)系統(tǒng)C.控制系統(tǒng)D.以上系統(tǒng)都需要17、在航空航天材料的選擇中，需要考慮強(qiáng)度、剛度、耐高溫、耐腐蝕等多種性能。碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料具有高強(qiáng)度、高剛度和低密度等優(yōu)點(diǎn)，在航空航天領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。然而，這種材料也存在一些局限性。碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料在以下哪種情況下性能表現(xiàn)相對(duì)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18、航空航天材料的疲勞性能對(duì)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(xiàn)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(xué)成分B.進(jìn)行表面處理C.改進(jìn)加工工藝D.以上方法綜合使用19、航空發(fā)動(dòng)機(jī)是飛行器的核心部件之一，其性能直接影響飛行器的飛行能力。假設(shè)在研發(fā)一款新型航空發(fā)動(dòng)機(jī)，需要提高其燃油效率和推力。以下關(guān)于航空發(fā)動(dòng)機(jī)的工作原理和優(yōu)化策略的描述，哪一項(xiàng)是最有效的？（）A.增加發(fā)動(dòng)機(jī)的壓氣機(jī)級(jí)數(shù)，必然能提高燃油效率和推力B.單純提高燃燒室溫度，無(wú)需考慮材料的耐熱性能C.優(yōu)化渦輪葉片的形狀和材料，以提高能量轉(zhuǎn)換效率D.減少發(fā)動(dòng)機(jī)的零部件數(shù)量，就能降低重量和提高性能20、在航天器的電源系統(tǒng)中，太陽(yáng)能電池板是一種常見(jiàn)的供電方式。以下關(guān)于太陽(yáng)能電池板的描述，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.太陽(yáng)能電池板將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能，為航天器提供電力B.太陽(yáng)能電池板的效率取決于其材料和工藝，目前的效率已經(jīng)很高，接近理論極限C.在陰影區(qū)域或光照不足的情況下，航天器需要依靠蓄電池來(lái)維持供電D.太陽(yáng)能電池板的輸出功率會(huì)隨著航天器與太陽(yáng)的距離和角度的變化而變化二、簡(jiǎn)答題（本大題共3個(gè)小題，共15分)1、（本題5分）全面分析航天器的熱防護(hù)系統(tǒng)材料選擇，如燒蝕材料、陶瓷隔熱材料和金屬熱防護(hù)材料等的性能特點(diǎn)和適用范圍。解釋在再入大氣層等高熱環(huán)境下熱防護(hù)材料的工作原理和失效機(jī)制，以及新型熱防護(hù)材料的研究進(jìn)展。2、（本題5分）全面剖析航空電子系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)總線技術(shù)，包括其類(lèi)型（如ARINC429、MIL-STD-1553等）、工作原理、傳輸速率和可靠性，解釋數(shù)據(jù)總線在航空電子設(shè)備之間信息交互中的重要性。3、（本題5分）請(qǐng)簡(jiǎn)要闡述航空航天工程中空氣動(dòng)力學(xué)的基本概念，包括其研究?jī)?nèi)容、重要性以及在飛行器設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。并舉例說(shuō)明不同飛行器外形如何利用空氣動(dòng)力學(xué)原理來(lái)提高性能。三、案例分析題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）某無(wú)人機(jī)在執(zhí)行任務(wù)時(shí)，遭遇強(qiáng)風(fēng)，飛行姿態(tài)失控。分析強(qiáng)風(fēng)對(duì)無(wú)人機(jī)飛行的影響，探討如何通過(guò)改進(jìn)飛控算法和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)來(lái)提高無(wú)人機(jī)在強(qiáng)風(fēng)環(huán)境下的穩(wěn)定性。2、（本題5分）一家航天企業(yè)研發(fā)的新型飛行器在風(fēng)洞試驗(yàn)中，表現(xiàn)出不穩(wěn)定的氣動(dòng)特性。請(qǐng)分析導(dǎo)致氣動(dòng)不穩(wěn)定的因素，如外形設(shè)計(jì)缺陷、流動(dòng)分離或邊界層轉(zhuǎn)捩，評(píng)估風(fēng)洞試驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性，以及對(duì)飛行器設(shè)計(jì)改進(jìn)的指導(dǎo)意義，并探討如何優(yōu)化飛行器的氣動(dòng)外形和提高飛行穩(wěn)定性。3、（本題5分）一顆科學(xué)探測(cè)衛(wèi)星計(jì)劃對(duì)某一遙遠(yuǎn)星系進(jìn)行觀測(cè)，但在觀測(cè)過(guò)程中，由于衛(wèi)星的姿態(tài)控制精度不足，導(dǎo)致觀測(cè)數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確。請(qǐng)研究姿態(tài)控制精度不足的可能原因，如傳感器誤差、執(zhí)行機(jī)構(gòu)故障等，提出提高姿態(tài)控制精度的方法，以及如何優(yōu)化觀測(cè)方案以減少數(shù)據(jù)誤差。4、（本題5分）某型客機(jī)在飛行過(guò)程中，突然遭遇強(qiáng)烈氣流，導(dǎo)致飛機(jī)顛簸劇烈。機(jī)組人員迅速采取措施穩(wěn)定飛機(jī)，但仍有部分乘客受傷。請(qǐng)分析此次事件中氣流對(duì)飛機(jī)飛行的影響機(jī)制，機(jī)組人員采取的應(yīng)對(duì)措施是否恰當(dāng)，以及如何進(jìn)一步提高飛機(jī)在遭遇極端氣象條件時(shí)的安全性和乘客的保護(hù)措施。5、（本題5分）在一次直升機(jī)飛行訓(xùn)練中，尾槳突然失效，飛行員憑借高超的技術(shù)成功迫降。請(qǐng)分析尾槳失效的可能原因，如機(jī)械故障、控制系統(tǒng)問(wèn)題、氣流干擾等，并提出預(yù)防尾槳失效的措施和在尾