中國(guó)礦業(yè)大學(xué)（北京）《飛行器系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)》2023-2024學(xué)年第一學(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)中國(guó)礦業(yè)大學(xué)（北京）《飛行器系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)》

2023-2024學(xué)年第一學(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、航空航天中的數(shù)值模擬技術(shù)在設(shè)計(jì)和分析中發(fā)揮著重要作用。假設(shè)在對(duì)一種新型飛行器的外流場(chǎng)進(jìn)行數(shù)值模擬時(shí)，發(fā)現(xiàn)計(jì)算結(jié)果與風(fēng)洞試驗(yàn)存在較大偏差。以下哪種原因最有可能導(dǎo)致這種偏差？（）A.網(wǎng)格劃分不夠精細(xì)B.物理模型不準(zhǔn)確C.邊界條件設(shè)置錯(cuò)誤D.以上都有可能2、在航空航天工程中的復(fù)合材料應(yīng)用，以下對(duì)于碳纖維復(fù)合材料和玻璃纖維復(fù)合材料的性能差異，不正確的是（）A.碳纖維復(fù)合材料具有更高的強(qiáng)度和模量，但價(jià)格相對(duì)較高B.玻璃纖維復(fù)合材料的耐腐蝕性能優(yōu)于碳纖維復(fù)合材料C.碳纖維復(fù)合材料在高溫環(huán)境下的性能比玻璃纖維復(fù)合材料穩(wěn)定D.在航空航天領(lǐng)域，玻璃纖維復(fù)合材料的應(yīng)用范圍比碳纖維復(fù)合材料更廣泛3、在航空航天工程中的飛行仿真技術(shù)，以下關(guān)于全動(dòng)飛行模擬器和桌面飛行模擬器的功能和應(yīng)用，錯(cuò)誤的是（）A.全動(dòng)飛行模擬器可以提供逼真的飛行體驗(yàn)，包括運(yùn)動(dòng)感覺和視覺效果，主要用于飛行員的訓(xùn)練B.桌面飛行模擬器則側(cè)重于飛行程序和操作流程的訓(xùn)練，成本較低，適用于個(gè)人愛好者和初級(jí)學(xué)員C.飛行仿真技術(shù)可以幫助飛行員熟悉飛機(jī)性能、應(yīng)對(duì)突發(fā)情況，提高飛行技能D.飛行仿真技術(shù)只能用于飛行訓(xùn)練，不能用于飛機(jī)設(shè)計(jì)和性能評(píng)估4、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5、航空航天工程中的飛行器制造工藝包括多種技術(shù)和方法。以下關(guān)于飛行器復(fù)合材料制造工藝，哪一項(xiàng)是不準(zhǔn)確的？（）A.復(fù)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(jié)構(gòu)和形狀B.自動(dòng)鋪絲技術(shù)可以提高復(fù)合材料構(gòu)件的制造效率和質(zhì)量，減少人工操作的誤差C.復(fù)合材料制造過(guò)程中需要進(jìn)行嚴(yán)格的質(zhì)量控制和檢測(cè)，確保構(gòu)件的性能和可靠性D.復(fù)合材料制造工藝簡(jiǎn)單，成本低，可以大規(guī)模應(yīng)用于飛行器的所有結(jié)構(gòu)部件6、衛(wèi)星的軌道機(jī)動(dòng)需要消耗推進(jìn)劑。假設(shè)一顆衛(wèi)星需要從低軌道轉(zhuǎn)移到高軌道，為了減少推進(jìn)劑的消耗，以下哪種軌道轉(zhuǎn)移方式最優(yōu)化？（）A.霍曼轉(zhuǎn)移B.雙橢圓轉(zhuǎn)移C.脈沖式轉(zhuǎn)移D.連續(xù)推力轉(zhuǎn)移7、火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的工作原理是通過(guò)燃燒推進(jìn)劑產(chǎn)生高溫高壓氣體，從而產(chǎn)生推力。不同類型的火箭發(fā)動(dòng)機(jī)，如液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)和固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)，具有不同的特點(diǎn)和應(yīng)用場(chǎng)景。那么，液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的主要優(yōu)點(diǎn)是？（）A.推力大B.結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單C.可多次啟動(dòng)D.儲(chǔ)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(yīng)會(huì)對(duì)飛行器的性能產(chǎn)生影響。以下關(guān)于稀薄氣體效應(yīng)的描述，哪一項(xiàng)是錯(cuò)誤的？（）A.稀薄氣體效應(yīng)會(huì)導(dǎo)致飛行器的阻力減小，升力降低B.稀薄氣體效應(yīng)使得傳統(tǒng)的空氣動(dòng)力學(xué)理論不再適用，需要采用特殊的計(jì)算方法和模型C.飛行器在稀薄氣體環(huán)境中飛行時(shí)，表面的熱交換過(guò)程會(huì)發(fā)生變化，影響熱防護(hù)設(shè)計(jì)D.稀薄氣體效應(yīng)只在飛行器進(jìn)入太空后才會(huì)出現(xiàn)，在大氣層內(nèi)飛行時(shí)可以忽略不計(jì)9、衛(wèi)星通信中的頻段選擇對(duì)于通信質(zhì)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(gè)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(cuò)10、在衛(wèi)星通信系統(tǒng)中，信號(hào)的傳輸和接收質(zhì)量受到多種因素的影響。假設(shè)一個(gè)衛(wèi)星通信地面站接收信號(hào)不穩(wěn)定。以下關(guān)于可能的原因和解決方法的描述，哪一項(xiàng)是準(zhǔn)確的？（）A.大氣層的電離層干擾無(wú)法避免，只能接受信號(hào)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(wèn)題C.衛(wèi)星軌道的偏差會(huì)導(dǎo)致信號(hào)傳輸時(shí)間變化，無(wú)法進(jìn)行補(bǔ)償D.多徑傳播會(huì)造成信號(hào)衰落，可以采用分集接收技術(shù)來(lái)改善11、航空航天領(lǐng)域中的導(dǎo)航和制導(dǎo)系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)精確飛行和任務(wù)完成的重要保障。以下關(guān)于導(dǎo)航和制導(dǎo)系統(tǒng)的描述，哪一項(xiàng)是錯(cuò)誤的？（）A.慣性導(dǎo)航系統(tǒng)依靠測(cè)量飛行器的加速度和角速度來(lái)確定其位置和姿態(tài)，具有自主性強(qiáng)、精度高的優(yōu)點(diǎn)B.衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)如GPS可以為飛行器提供全球范圍內(nèi)的高精度定位信息C.制導(dǎo)系統(tǒng)根據(jù)導(dǎo)航系統(tǒng)提供的信息和任務(wù)要求，計(jì)算并控制飛行器的飛行軌跡D.導(dǎo)航和制導(dǎo)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(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13、在航天器的返回過(guò)程中，需要經(jīng)歷高溫、高壓等極端環(huán)境。假設(shè)一個(gè)返回式衛(wèi)星在再入大氣層時(shí)，表面溫度急劇升高。為了保護(hù)衛(wèi)星內(nèi)部的設(shè)備和人員安全，以下哪種熱防護(hù)措施最關(guān)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(dòng)機(jī)的燃燒過(guò)程中，燃料的霧化效果對(duì)燃燒效率有重要影響。以下關(guān)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(shè)計(jì)和工作參數(shù)C.霧化過(guò)程只與燃料的物理性質(zhì)有關(guān)，與燃燒室內(nèi)的壓力和溫度無(wú)關(guān)D.良好的霧化效果可以降低污染物的排放15、航天器的對(duì)接是一項(xiàng)復(fù)雜而精細(xì)的操作，需要精確的控制和導(dǎo)航系統(tǒng)。在對(duì)接過(guò)程中，需要考慮相對(duì)速度、姿態(tài)和位置等因素。為了實(shí)現(xiàn)航天器的精準(zhǔn)對(duì)接，通常會(huì)使用：（）A.激光測(cè)距儀B.雷達(dá)傳感器C.光學(xué)相機(jī)D.以上設(shè)備結(jié)合使用二、簡(jiǎn)答題（本大題共4個(gè)小題，共20分)1、（本題5分）論述航天器的軌道轉(zhuǎn)移過(guò)程中的軌道動(dòng)力學(xué)問(wèn)題，分析如何進(jìn)行精確的軌道規(guī)劃和控制。2、（本題5分）詳細(xì)說(shuō)明航空發(fā)動(dòng)機(jī)的尾氣再循環(huán)技術(shù)的原理和應(yīng)用前景，討論其對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)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(shù)，包括衛(wèi)星通信、深空通信、航空通信等的特點(diǎn)和技術(shù)挑戰(zhàn)，分析通信頻段的選擇、信號(hào)調(diào)制解調(diào)、天線設(shè)計(jì)等方面的關(guān)鍵技術(shù)。4、（本題5分）全面剖析航空發(fā)動(dòng)機(jī)的渦輪設(shè)計(jì)，包括渦輪葉片材料、冷卻技術(shù)、氣動(dòng)設(shè)計(jì)等方面，解釋渦輪的工作原理和性能要求，分析先進(jìn)渦輪設(shè)計(jì)技術(shù)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)性能提升的作用。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)的飛行安全評(píng)估體系，包括風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估和風(fēng)險(xiǎn)控制的方法和流程，以及安全管理措施的有效性評(píng)估。2、（本題5分）詳細(xì)分析飛機(jī)結(jié)構(gòu)的損傷檢測(cè)技術(shù)，探討無(wú)損檢測(cè)方法（如超聲檢測(cè)、射線檢測(cè)、渦流檢測(cè)）的原理和應(yīng)用。研究損傷檢測(cè)在飛機(jī)維護(hù)和適航中的重要性，以及如何提高檢測(cè)的靈敏度和準(zhǔn)確性。3、（本題5分）詳細(xì)分析航天器的通信鏈路和數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)，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(diǎn)和適用場(chǎng)景，分析數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程中的誤碼率控制、加密和解密等關(guān)鍵技術(shù)，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(xì)闡述航空航天中的飛行模擬訓(xùn)練設(shè)備，如飛行模擬器、訓(xùn)練艙和虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)。分析模擬訓(xùn)練設(shè)備的功能和性能要求，以及如何為飛行員提供逼真的訓(xùn)練環(huán)境和有效的訓(xùn)練課程。研究飛行模擬訓(xùn)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(píng)估。5、（本題5分）全面論述人機(jī)工效學(xué)在航空航天中的應(yīng)用和重要性，包括駕駛艙布局、操作界面設(shè)計(jì)、工作負(fù)荷評(píng)估等。探討如何通過(guò)人機(jī)工效學(xué)設(shè)計(jì)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(gè)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(guò)程中出現(xiàn)數(shù)據(jù)漂移，影響了姿態(tài)控制精度。請(qǐng)分析姿態(tài)敏感器數(shù)據(jù)漂移的可能原因，如溫度變化、電磁干擾等，評(píng)估對(duì)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(yàn)中，出現(xiàn)艙內(nèi)溫度分布不均勻的問(wèn)題。請(qǐng)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(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理，評(píng)估對(duì)太空艙內(nèi)設(shè)備和航天員舒適度的影響，以及采取的溫度調(diào)節(jié)措施的效果，并建議如何優(yōu)化太空艙的熱控設(shè)計(jì)和試驗(yàn)方法。3、（本題10分）一架飛機(jī)在高空飛行時(shí)，駕駛艙內(nèi)的多個(gè)儀表突然同時(shí)失靈，給飛行員的操作帶來(lái)極大困難。幸運(yùn)的是，飛行員憑借經(jīng)驗(yàn)成功返航。事后