南京林業(yè)大學(xué)《航天器自主導(dǎo)航原理》2023-2024學(xué)年第二學(xué)期期末試卷

學(xué)校________________班級(jí)____________姓名____________考場(chǎng)____________準(zhǔn)考證號(hào)學(xué)校________________班級(jí)____________姓名____________考場(chǎng)____________準(zhǔn)考證號(hào)…………密…………封…………線…………內(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第1頁(yè)，共3頁(yè)南京林業(yè)大學(xué)《航天器自主導(dǎo)航原理》

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25個(gè)小題，每小題1分，共25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、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，以下哪種說(shuō)法是正確的（）A.應(yīng)選擇密度大、耐高溫性能差的材料，以降低成本B.優(yōu)先考慮使用強(qiáng)度高、耐高溫、抗氧化且密度較小的材料，以提高發(fā)動(dòng)機(jī)性能和效率C.可以隨意選擇常見(jiàn)的金屬材料，無(wú)需考慮其特殊性能D.選用價(jià)格低廉、易于加工但性能一般的材料，不關(guān)注其在高溫下的表現(xiàn)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(wèn)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(guò)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、在航天器的熱控制中，需要采取多種措施來(lái)維持設(shè)備的正常工作溫度。以下哪種熱控制方法主要用于應(yīng)對(duì)航天器進(jìn)入陰影區(qū)時(shí)的低溫環(huán)境？（）A.輻射散熱B.多層隔熱材料C.電加熱裝置D.熱管4、飛行器的飛行性能參數(shù)包括速度、高度、航程等。對(duì)于航程的影響因素，下列說(shuō)法不正確的是：（）A.飛行器的燃油效率越高，航程越大B.飛行速度越快，航程越大C.大氣條件（如風(fēng)速、風(fēng)向）會(huì)對(duì)航程產(chǎn)生影響D.飛行器的載重量越大，航程通常會(huì)越小5、在航空航天領(lǐng)域，關(guān)于復(fù)合材料和金屬材料在結(jié)構(gòu)應(yīng)用中的比較，以下說(shuō)法正確的是：（）A.復(fù)合材料具有比強(qiáng)度和比剛度高、可設(shè)計(jì)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，但成本較高，制造工藝復(fù)雜；金屬材料則成熟可靠，成本相對(duì)較低，在一些傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)中仍廣泛應(yīng)用B.金屬材料的性能優(yōu)于復(fù)合材料，復(fù)合材料在航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用前景有限C.復(fù)合材料已經(jīng)完全取代金屬材料，成為航空航天結(jié)構(gòu)的主要材料D.復(fù)合材料和金屬材料在性能和成本上沒(méi)有明顯差異，選擇使用主要取決于設(shè)計(jì)師的個(gè)人偏好6、飛行器的液壓系統(tǒng)用于驅(qū)動(dòng)各種機(jī)械部件。以下關(guān)于液壓系統(tǒng)的描述，不正確的是：（）A.液壓系統(tǒng)能夠提供較大的力量和精確的控制B.液壓油的質(zhì)量和壓力對(duì)系統(tǒng)性能有重要影響C.液壓系統(tǒng)在低溫環(huán)境下工作性能不受影響D.為了保證安全，液壓系統(tǒng)通常設(shè)置有安全閥和備份系統(tǒng)7、航空航天中的飛行控制系統(tǒng)對(duì)于飛行器的穩(wěn)定性和操縱性至關(guān)重要。它通過(guò)傳感器獲取飛行器的姿態(tài)、速度等信息，并根據(jù)控制算法調(diào)整舵面或發(fā)動(dòng)機(jī)推力。假設(shè)一架飛機(jī)在飛行中出現(xiàn)了姿態(tài)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：可能是傳感器故障，提供了錯(cuò)誤的飛行參數(shù)信息?？刂扑惴ù嬖谌毕荩瑹o(wú)法及時(shí)有效地響應(yīng)姿態(tài)變化。舵面的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)出現(xiàn)卡滯，導(dǎo)致舵面無(wú)法正常偏轉(zhuǎn)。那么，以下哪種情況最不可能導(dǎo)致姿態(tài)不穩(wěn)定？（）A.飛行員操作失誤B.飛機(jī)重心發(fā)生變化C.大氣湍流的影響D.飛行控制系統(tǒng)的電源故障8、在飛機(jī)的燃油系統(tǒng)中，關(guān)于燃油箱的布局和防燃防爆措施，以下描述恰當(dāng)?shù)氖牵海ǎ〢.燃油箱通常分布在飛機(jī)的機(jī)翼和機(jī)身內(nèi)，通過(guò)合理布局和采用惰性氣體填充、防火隔板等措施來(lái)降低燃油燃燒和爆炸的風(fēng)險(xiǎn)B.燃油箱的布局只考慮飛機(jī)的重心平衡，不考慮防火防爆問(wèn)題C.防燃防爆措施會(huì)增加飛機(jī)的重量，因此在設(shè)計(jì)中應(yīng)盡量減少使用D.現(xiàn)代飛機(jī)的燃油系統(tǒng)不存在燃油燃燒和爆炸的風(fēng)險(xiǎn)，無(wú)需采取特殊的防燃防爆措施9、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(guò)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(zhǎng)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10、飛機(jī)的燃油系統(tǒng)負(fù)責(zé)儲(chǔ)存和供應(yīng)燃油，需要保證燃油的安全、可靠輸送。在燃油系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，需要考慮防火、防爆、防泄漏等因素。那么，以下哪種措施可以有效防止燃油泄漏？（）A.采用高質(zhì)量的密封件B.增加燃油管道的壁厚C.定期檢查和維護(hù)燃油系統(tǒng)D.以上都是11、飛行器的隱身技術(shù)旨在降低其被探測(cè)的概率。以下關(guān)于隱身技術(shù)的描述，不正確的是：（）A.隱身技術(shù)包括外形設(shè)計(jì)、材料選擇和涂層應(yīng)用等方面B.隱身技術(shù)可以使飛行器在雷達(dá)、紅外等波段實(shí)現(xiàn)低可探測(cè)性C.隱身技術(shù)會(huì)增加飛行器的重量和成本，但對(duì)其性能沒(méi)有影響D.隱身技術(shù)的發(fā)展需要綜合考慮隱身效果和其他性能要求12、有關(guān)衛(wèi)星的姿態(tài)控制系統(tǒng)，以下對(duì)于自旋穩(wěn)定和三軸穩(wěn)定的控制方式的特點(diǎn)及適用范圍，正確的是：（）A.自旋穩(wěn)定方式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可靠性高，適用于對(duì)姿態(tài)精度要求不高的衛(wèi)星；三軸穩(wěn)定方式能夠?qū)崿F(xiàn)高精度的姿態(tài)控制，適用于通信、遙感等對(duì)姿態(tài)要求嚴(yán)格的衛(wèi)星B.自旋穩(wěn)定方式控制復(fù)雜，能耗高；三軸穩(wěn)定方式則簡(jiǎn)單、節(jié)能C.自旋穩(wěn)定方式已經(jīng)被淘汰，三軸穩(wěn)定方式是目前衛(wèi)星姿態(tài)控制的唯一選擇D.自旋穩(wěn)定和三軸穩(wěn)定方式在性能和特點(diǎn)上沒(méi)有差異，衛(wèi)星設(shè)計(jì)時(shí)可以隨意選用13、飛機(jī)的防冰系統(tǒng)對(duì)于在寒冷氣象條件下的飛行安全至關(guān)重要。常見(jiàn)的防冰方法包括熱氣防冰、電加熱防冰和機(jī)械除冰等。假設(shè)某型飛機(jī)在飛行中機(jī)翼出現(xiàn)結(jié)冰現(xiàn)象。以下哪種防冰方法最適合用于機(jī)翼除冰？（）A.熱氣防冰B.電加熱防冰C.機(jī)械除冰D.以上方法結(jié)合使用14、在航空航天領(lǐng)域，飛行仿真技術(shù)得到了廣泛應(yīng)用。以下關(guān)于飛行仿真的作用和優(yōu)勢(shì)，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.飛行仿真可以在虛擬環(huán)境中模擬飛行器的飛行過(guò)程，為飛行員培訓(xùn)提供支持B.幫助設(shè)計(jì)人員評(píng)估飛行器的性能和操縱特性，優(yōu)化設(shè)計(jì)方案C.可以替代真實(shí)的飛行試驗(yàn)，節(jié)省研發(fā)成本和時(shí)間D.飛行仿真能夠預(yù)測(cè)飛行中可能出現(xiàn)的故障和危險(xiǎn)情況，提高飛行安全性15、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)估的描述，錯(cuò)誤的是：（）A.最大飛行速度、航程、升限等是評(píng)估飛行器性能的重要指標(biāo)B.飛行性能評(píng)估需要考慮飛行器在不同氣象條件和任務(wù)剖面下的表現(xiàn)C.飛行器的燃油效率越高，其飛行性能就一定越好D.飛行性能評(píng)估的結(jié)果可以為飛行器的改進(jìn)和優(yōu)化提供依據(jù)16、航天器的電源系統(tǒng)是保障其正常運(yùn)行的關(guān)鍵之一。常見(jiàn)的航天器電源系統(tǒng)包括太陽(yáng)能電池陣、蓄電池和核電源等。以下關(guān)于航天器電源系統(tǒng)的選擇和設(shè)計(jì)，哪一項(xiàng)是錯(cuò)誤的？（）A.對(duì)于近地軌道航天器，太陽(yáng)能電池陣通常是首選的電源方案，因?yàn)槠淠芰抗?yīng)充足且可靠B.對(duì)于深空探測(cè)任務(wù)，由于距離太陽(yáng)較遠(yuǎn)，太陽(yáng)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(jìn)入陰影區(qū)或太陽(yáng)能電池陣故障時(shí)提供臨時(shí)的電力支持，但能量密度較低D.航天器電源系統(tǒng)的設(shè)計(jì)只需要考慮能量供應(yīng)的需求，不需要考慮重量、體積和可靠性等因素17、飛行器在飛行過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生噪聲，對(duì)環(huán)境和人員造成影響。以下關(guān)于飛行器噪聲的來(lái)源和控制方法，哪一項(xiàng)是不準(zhǔn)確的？（）A.飛行器噪聲的主要來(lái)源包括發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲、空氣動(dòng)力噪聲和機(jī)械噪聲等B.優(yōu)化飛行器的外形設(shè)計(jì)、采用消聲材料和技術(shù)可以降低噪聲水平C.發(fā)動(dòng)機(jī)的降噪是飛行器噪聲控制的重點(diǎn)，通過(guò)改進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)和燃燒過(guò)程可以有效降低噪聲D.飛行器噪聲對(duì)環(huán)境和人員的影響不大，不需要采取嚴(yán)格的控制措施18、在飛行器的空氣動(dòng)力學(xué)中，升力和阻力是兩個(gè)重要的概念。以下關(guān)于升力和阻力的描述，不正確的是：（）A.飛行器的升力主要由機(jī)翼產(chǎn)生，與機(jī)翼的形狀和迎角有關(guān)B.增加飛行器的速度可以增大升力，但同時(shí)也會(huì)增加阻力C.飛行器的阻力包括摩擦阻力、壓差阻力和誘導(dǎo)阻力等D.為了減小阻力，飛行器的外形應(yīng)該盡量設(shè)計(jì)得復(fù)雜，增加表面粗糙度19、在飛行器的空氣動(dòng)力學(xué)設(shè)計(jì)中，翼型的選擇對(duì)飛行性能有重要影響。對(duì)于低速飛行器，以下哪種翼型通常更適合？（）A.薄翼型，具有較小的阻力B.厚翼型，具有較大的升力C.對(duì)稱翼型，升力和阻力特性平衡D.超臨界翼型，可提高跨音速性能20、飛行器的可靠性和安全性是設(shè)計(jì)的重要考慮因素。假設(shè)一種新型飛行器在設(shè)計(jì)階段進(jìn)行了故障模式和影響分析（FMEA）。以下哪種故障模式對(duì)飛行器的安全性影響最大？（）A.電子設(shè)備的短路故障B.液壓系統(tǒng)的泄漏故障C.結(jié)構(gòu)件的疲勞裂紋D.發(fā)動(dòng)機(jī)的喘振故障21、飛行器的飛行試驗(yàn)是驗(yàn)證飛行器性能和設(shè)計(jì)的重要手段。飛行試驗(yàn)需要制定詳細(xì)的試驗(yàn)計(jì)劃，包括試驗(yàn)科目、測(cè)試參數(shù)、安全措施等。那么，在飛行試驗(yàn)中，以下哪個(gè)環(huán)節(jié)最為關(guān)鍵？（）A.試驗(yàn)前的準(zhǔn)備工作B.試驗(yàn)中的數(shù)據(jù)采集C.試驗(yàn)后的數(shù)據(jù)分析D.以上都很關(guān)鍵22、航天器的電源系統(tǒng)是其正常運(yùn)行的重要保障。太陽(yáng)能電池板、蓄電池和核電源是常見(jiàn)的航天器電源。太陽(yáng)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(yuǎn)離太陽(yáng)的位置則無(wú)法正常工作。在深空探測(cè)任務(wù)中，如果需要長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定的電源供應(yīng)，以下哪種電源更為合適？（）A.太陽(yáng)能電池板B.蓄電池C.核電源D.以上電源結(jié)合使用23、在航天器的軌道力學(xué)中，軌道的類型和參數(shù)決定了航天器的運(yùn)行軌跡和任務(wù)需求。假設(shè)一顆地球觀測(cè)衛(wèi)星需要在特定的太陽(yáng)同步軌道上運(yùn)行，以保證對(duì)地球表面的均勻觀測(cè)。為了實(shí)現(xiàn)這一軌道，衛(wèi)星的軌道高度和軌道傾角應(yīng)滿足以下哪種條件？（）A.低軌道高度，小傾角B.高軌道高度，大傾角C.中等軌道高度，特定的傾角D.任意軌道高度，任意傾角24、衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)在航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用日益廣泛。以下關(guān)于衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的精度和誤差來(lái)源的描述，不正確的是：（）A.衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的定位精度可以達(dá)到厘米級(jí)甚至更高B.衛(wèi)星信號(hào)傳播過(guò)程中的大氣折射會(huì)影響導(dǎo)航精度C.多徑效應(yīng)是指衛(wèi)星信號(hào)經(jīng)過(guò)不同路徑到達(dá)接收機(jī)，導(dǎo)致誤差D.衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的精度不受衛(wèi)星星座的幾何分布影響25、航天器的熱控制是確保其在太空環(huán)境中正常工作的關(guān)鍵技術(shù)之一。太空環(huán)境中的溫度變化極大，航天器可能會(huì)受到太陽(yáng)直射、地球陰影和太空背景輻射等因素的影響。以下關(guān)于航天器熱控制的描述，哪一項(xiàng)是不準(zhǔn)確的？（）A.航天器表面通常會(huì)采用特殊的涂層來(lái)調(diào)節(jié)吸收和反射太陽(yáng)輻射的比例，以控制溫度B.熱管和熱交換器等裝置可以有效地在航天器內(nèi)部傳遞熱量，保持溫度均勻C.主動(dòng)熱控制方法，如電加熱和制冷系統(tǒng)，通常用于對(duì)溫度控制要求較高的部件D.航天器的熱控制只需要考慮在太空中的情況，不需要考慮發(fā)射和返回階段的熱環(huán)境二、簡(jiǎn)答題（本大題共4個(gè)小題，共20分)1、（本題5分）某衛(wèi)星在發(fā)射后，太陽(yáng)能帆板未能完全展開(kāi)，影響了衛(wèi)星的供電能力。地面控制中心嘗試通過(guò)遠(yuǎn)程指令解決問(wèn)題，但效果不佳。請(qǐng)研究太陽(yáng)能帆板未展開(kāi)的原因，評(píng)估對(duì)衛(wèi)星任務(wù)的影響，并提出提高太陽(yáng)能帆板展開(kāi)可靠性的設(shè)計(jì)改進(jìn)建議。2、（本題5分）深入探討飛機(jī)的結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)技術(shù)，包括傳感器布置、數(shù)據(jù)采集與傳輸、損傷識(shí)別算法、預(yù)警機(jī)制等，分析如何實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)飛機(jī)結(jié)構(gòu)的完整性和安全性，以及結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)在飛機(jī)維護(hù)和延壽中的應(yīng)用。3、（本題5分）深入探討航空發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣道設(shè)計(jì)，包括亞音速進(jìn)氣道、超音速進(jìn)氣道和變幾何進(jìn)氣道的工作原理和設(shè)計(jì)要求。分析進(jìn)氣道的性能參數(shù)（如總壓恢復(fù)系數(shù)、流量系數(shù)）對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)工作的影響，以及進(jìn)氣道的防冰和防異物吸入措施。4、（本題5分）闡述航空航天工程中的飛行器飛行控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)要求和驗(yàn)證方法，解釋如何確保軟件的可靠性和安全性。三、案例分析題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）在一次航空發(fā)動(dòng)機(jī)高空臺(tái)試驗(yàn)中，發(fā)動(dòng)機(jī)的喘振裕度不足，限制了其性能發(fā)揮。分析喘振裕度不足的原因，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)高空性能的影響，以及如何通過(guò)改進(jìn)設(shè)計(jì)和調(diào)整控制策略來(lái)提高喘振裕度。2、（本題5分）一顆衛(wèi)星在太空環(huán)境中，電子設(shè)備受到高能粒子輻射，出現(xiàn)故障。請(qǐng)分析高能粒子輻射對(duì)電子設(shè)備的損傷機(jī)制，如單粒子翻轉(zhuǎn)、絕緣擊穿等，研究對(duì)衛(wèi)星功能的影響，并提出防護(hù)高能粒子輻射的措施。3、（本題5分）一顆遙感衛(wèi)星在工作一段時(shí)間后，其圖像分辨率明顯下降。請(qǐng)分析可能導(dǎo)致圖像分辨率降低的原因，如光學(xué)系統(tǒng)故障、傳感器老化或軌道偏差等，評(píng)估衛(wèi)星的在軌維護(hù)和校準(zhǔn)措施的效果，并建議如何提高衛(wèi)星圖像質(zhì)量的長(zhǎng)期穩(wěn)定性。4、（本題5分）在一次客機(jī)長(zhǎng)途飛行中，燃油消耗異常增加，影響了飛行計(jì)劃。分析燃油消耗異常增加的可能原因，對(duì)飛行經(jīng)濟(jì)性和安全性的影響，以及如何通過(guò)優(yōu)化飛行參數(shù)和飛機(jī)維護(hù)來(lái)降低燃油消耗。5、（本題5分）在一次火箭發(fā)射前的檢查中，發(fā)現(xiàn)火箭的電氣系統(tǒng)存在短路隱患。請(qǐng)分析短路可能產(chǎn)生的原因，如線路老化、連接器松動(dòng)、潮濕環(huán)境等，并提出預(yù)防電氣系統(tǒng)短路的措施。四、論述題（