航天器空間飛行器動力學(xué)與控制考核試卷

航天器空間飛行器動力學(xué)與控制考核試卷考生姓名：__________答題日期：__________得分：__________判卷人：__________

一、單項選擇題（本題共20小題，每小題1分，共20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.航天器空間飛行器動力學(xué)主要研究的是航天器在（）中的運動規(guī)律。

A.真空環(huán)境

B.地球大氣層內(nèi)

C.引力場

D.磁場

（）

2.下列哪種因素不會影響航天器的軌道運動？（）

A.大氣阻力

B.地球形狀

C.太陽輻射壓力

D.航天器質(zhì)量

（）

3.航天器姿態(tài)動力學(xué)描述的是航天器在空間中的（）變化。

A.速度

B.位置

C.姿態(tài)

D.軌道

（）

4.姿態(tài)控制通常采用的方法不包括以下哪一種？（）

A.反作用輪控制

B.推力器控制

C.重力梯度穩(wěn)定

D.磁力控制

（）

5.關(guān)于開普勒第三定律，以下哪個說法是錯誤的？（）

A.它描述了行星軌道周期的平方與其半長軸的立方成正比

B.它適用于所有天體的橢圓軌道運動

C.它只與中心天體的質(zhì)量有關(guān)

D.它是開普勒定律中唯一與時間相關(guān)的定律

（）

6.航天器軌道機動通常使用的推進(jìn)劑不包括以下哪一種？（）

A.液態(tài)氧和液態(tài)氫

B.液態(tài)氮和液態(tài)甲烷

C.固體推進(jìn)劑

D.氫氣

（）

7.在航天器控制系統(tǒng)中，哪一個部件通常用于改變航天器姿態(tài)？（）

A.軌道發(fā)動機

B.姿態(tài)控制發(fā)動機

C.翼片

D.質(zhì)量塊

（）

8.關(guān)于地球同步軌道，以下哪個描述是正確的？（）

A.軌道周期等于地球自轉(zhuǎn)周期

B.軌道傾角為0度

C.軌道高度固定不變

D.航天器在軌道上靜止不動

（）

9.在空間飛行器控制中，哪種控制方法是基于改變航天器的質(zhì)量分布？（）

A.反作用輪控制

B.推力器控制

C.質(zhì)量噴注控制

D.飛輪控制

（）

10.航天器在軌運行時，哪種現(xiàn)象可能導(dǎo)致其軌道衰減？（）

A.太陽輻射壓力

B.地球引力場變化

C.大氣阻力

D.磁場變化

（）

11.關(guān)于航天器軌道傾角，以下哪個描述是正確的？（）

A.傾角為0度表示軌道平面與地球赤道面重合

B.傾角大于0度表示軌道平面與地球赤道面傾斜

C.傾角小于0度表示軌道平面與地球赤道面傾斜

D.傾角只與航天器發(fā)射地點有關(guān)

（）

12.在空間飛行器姿態(tài)控制中，哪種傳感器用于測量航天器相對于參考矢量的姿態(tài)角度？（）

A.加速度計

B.陀螺儀

C.星敏感器

D.磁力計

（）

13.航天器在地球同步軌道上運行時，其速度大約是多少？（）

A.7.9km/s

B.3.1km/s

C.11.2km/s

D.27.3km/s

（）

14.下列哪種方法通常用于減小航天器在發(fā)射過程中的振動和沖擊？（）

A.使用多級火箭

B.增加推進(jìn)劑質(zhì)量

C.采用隔振裝置

D.提高結(jié)構(gòu)強度

（）

15.關(guān)于航天器軌道的穩(wěn)定性，以下哪個說法是正確的？（）

A.所有軌道都是穩(wěn)定的

B.只有近地軌道是穩(wěn)定的

C.遠(yuǎn)地點高度越低，軌道越穩(wěn)定

D.軌道高度越高，受到的大氣阻力越小，軌道越穩(wěn)定

（）

16.在航天器姿態(tài)控制中，哪種控制方法是基于改變航天器的角動量？（）

A.推力器控制

B.反作用輪控制

C.重力梯度穩(wěn)定

D.磁力控制

（）

17.關(guān)于開普勒第二定律，以下哪個說法是正確的？（）

A.它描述了行星軌道的形狀

B.它描述了行星在軌道上的速度變化

C.它說明行星在軌道上的運動速度是恒定的

D.它與行星的質(zhì)量有關(guān)

（）

18.航天器在空間中受到的主要力不包括以下哪一種？（）

A.引力

B.摩擦力

C.輻射壓力

D.磁力

（）

19.在航天器軌道機動中，哪種機動方式可以改變軌道形狀？（）

A.Hohmann轉(zhuǎn)移

B.Bielliptic轉(zhuǎn)移

C.圓化軌道

D.傾角改變

（）

20.下列哪個單位用于衡量航天器姿態(tài)控制系統(tǒng)的性能？（）

A.N·m

B.kg·m2/s

C.rad/s

D.N

（）

二、多選題（本題共20小題，每小題1.5分，共30分，在每小題給出的四個選項中，至少有一項是符合題目要求的）

1.航天器空間飛行器動力學(xué)的研究內(nèi)容主要包括以下哪些方面？（）

A.軌道動力學(xué)

B.姿態(tài)動力學(xué)

C.推進(jìn)系統(tǒng)動力學(xué)

D.大氣動力學(xué)

（）

2.以下哪些因素會影響航天器在軌運行的軌道壽命？（）

A.大氣阻力

B.航天器質(zhì)量

C.軌道傾角

D.航天器表面材料

（）

3.常用的航天器姿態(tài)控制方法有哪些？（）

A.反作用輪控制

B.推力器控制

C.重力梯度穩(wěn)定

D.所有上述方法

（）

4.航天器軌道機動過程中可能遇到的問題有哪些？（）

A.推進(jìn)劑消耗

B.航天器結(jié)構(gòu)疲勞

C.軌道測量誤差

D.太陽輻射壓力影響

（）

5.以下哪些是開普勒定律的組成部分？（）

A.第一定律

B.第二定律

C.第三定律

D.第四定律

（）

6.航天器姿態(tài)控制系統(tǒng)通常包括哪些部分？（）

A.姿態(tài)傳感器

B.控制執(zhí)行機構(gòu)

C.控制算法

D.軌道動力學(xué)模型

（）

7.以下哪些現(xiàn)象可能導(dǎo)致航天器軌道偏移？（）

A.地球形狀非球形

B.大氣阻力

C.太陽輻射壓力

D.地球磁場變化

（）

8.常見的航天器軌道類型有哪些？（）

A.近地軌道

B.同步軌道

C.極地軌道

D.橢圓軌道

（）

9.航天器在空間環(huán)境中可能受到的力有哪些？（）

A.引力

B.摩擦力

C.輻射壓力

D.磁場力

（）

10.以下哪些是航天器姿態(tài)控制中的執(zhí)行機構(gòu)？（）

A.反作用輪

B.推力器

C.翼片

D.質(zhì)量塊

（）

11.航天器軌道轉(zhuǎn)移過程中，以下哪些方法可以用來改變軌道高度？（）

A.Hohmann轉(zhuǎn)移

B.Bielliptic轉(zhuǎn)移

C.圓化軌道

D.傾角改變

（）

12.以下哪些傳感器在航天器姿態(tài)控制系統(tǒng)中具有重要作用？（）

A.加速度計

B.陀螺儀

C.星敏感器

D.磁力計

（）

13.以下哪些因素會影響航天器軌道轉(zhuǎn)移的效率？（）

A.推進(jìn)劑類型

B.軌道轉(zhuǎn)移策略

C.航天器質(zhì)量

D.發(fā)射地點

（）

14.航天器在軌道上受到的引力主要包括以下哪些部分？（）

A.地球引力

B.月球引力

C.太陽引力

D.行星引力

（）

15.以下哪些方法可以用來提高航天器軌道壽命？（）

A.提高軌道高度

B.使用阻力較小的表面材料

C.定期進(jìn)行軌道機動

D.增加航天器質(zhì)量

（）

16.航天器姿態(tài)控制系統(tǒng)設(shè)計時需要考慮哪些因素？（）

A.姿態(tài)控制精度

B.系統(tǒng)穩(wěn)定性

C.功耗和重量

D.軌道動力學(xué)

（）

17.以下哪些現(xiàn)象可能導(dǎo)致航天器姿態(tài)失控？（）

A.姿態(tài)傳感器故障

B.控制執(zhí)行機構(gòu)失效

C.外部環(huán)境變化

D.軌道動力學(xué)影響

（）

18.航天器在空間飛行過程中，以下哪些操作可能導(dǎo)致軌道衰減？（）

A.使用推進(jìn)器進(jìn)行姿態(tài)調(diào)整

B.使用推進(jìn)器進(jìn)行軌道機動

C.長時間暴露在太陽輻射下

D.受到微流星體撞擊

（）

19.以下哪些因素會影響航天器姿態(tài)控制的性能？（）

A.姿態(tài)傳感器的精度

B.控制執(zhí)行機構(gòu)的響應(yīng)速度

C.控制算法的復(fù)雜度

D.航天器質(zhì)量分布

（）

20.以下哪些單位可以用來表示航天器姿態(tài)控制系統(tǒng)的性能指標(biāo)？（）

A.N·m

B.kg·m2/s

C.rad/s

D.N/kg

（）

三、填空題（本題共10小題，每小題2分，共20分，請將正確答案填到題目空白處）

1.在航天器空間飛行器動力學(xué)中，描述航天器繞地球旋轉(zhuǎn)的向心加速度的公式是：a=_______。

（）

2.航天器在地球同步軌道上的軌道周期與地球自轉(zhuǎn)周期_______。

（）

3.常見的航天器姿態(tài)控制系統(tǒng)中的執(zhí)行機構(gòu)包括反作用輪、推力器等，這些執(zhí)行機構(gòu)主要用來改變航天器的_______。

（）

4.開普勒第一定律又稱為_______定律。

（）

5.航天器在軌道上的位置和速度可以通過_______來確定。

（）

6.在航天器姿態(tài)控制中，_______是用來測量航天器相對于參考矢量的姿態(tài)角度的傳感器。

（）

7.航天器進(jìn)行軌道轉(zhuǎn)移時，Hohmann轉(zhuǎn)移是一種_______的軌道機動方式。

（）

8.航天器的軌道壽命受到_______和_______等因素的影響。

（）

9.航天器在空間中受到的主要力包括引力、_______和_______。

（）

10.航天器姿態(tài)控制系統(tǒng)的性能可以通過_______等指標(biāo)來衡量。

（）

四、判斷題（本題共10小題，每題1分，共10分，正確的請在答題括號中畫√，錯誤的畫×）

1.航天器的軌道是絕對穩(wěn)定的，不會受到任何外部因素的影響。（）

2.航天器在軌道上的速度始終大于其在地面上的速度。（）

3.姿態(tài)控制系統(tǒng)的目的是保持航天器的姿態(tài)不受外部環(huán)境變化的影響。（）

4.開普勒第三定律描述了行星軌道周期的平方與其半長軸的立方成正比，且與行星的質(zhì)量無關(guān)。（）

5.航天器在進(jìn)行軌道機動時，總是需要消耗推進(jìn)劑來改變速度和方向。（）

6.在航天器姿態(tài)控制中，反作用輪控制是一種不消耗推進(jìn)劑的控制方法。（）

7.地球同步軌道上的航天器相對于地球表面的運動速度是恒定的。（）

8.航天器的軌道傾角可以任意改變，不受任何限制。（）

9.航天器在空間中不會受到大氣阻力的影響。（）

10.在航天器姿態(tài)控制中，磁力控制是一種常用的控制方法，適用于所有類型的航天器。（）

五、主觀題（本題共4小題，每題10分，共40分）

1.請簡述航天器空間飛行器動力學(xué)的基本原理，并說明其在航天工程中的應(yīng)用。

（）

2.描述航天器姿態(tài)控制系統(tǒng)的基本組成和工作原理，并討論不同姿態(tài)控制方法的優(yōu)勢和局限性。

（）

3.解釋開普勒定律對航天器軌道設(shè)計和分析的重要性，并以一個具體案例說明開普勒定律在實際應(yīng)用中的使用。

（）

4.分析航天器軌道機動過程中可能遇到的技術(shù)挑戰(zhàn)，并提出相應(yīng)的解決策略。

（）

標(biāo)準(zhǔn)答案

一、單項選擇題

1.C

2.C

3.C

4.D

5.D

6.D

7.B

8.A

9.C

10.C

11.A

12.C

13.B

14.C

15.D

16.B

17.B

18.B

19.A

20.B

二、多選題

1.ABC

2.ABCD

3.ABCD

4.ABCD

5.ABC

6.ABC

7.ABCD

8.ABCD

9.ABCD

10.ABCD

11.AB

12.ABCD

13.ABCD

14.ABC

15.ABC

16.ABCD

17.ABCD

18.ABCD

19.ABCD

20.ABC

三、填空題

1.a=G·M/r2

2.相等

3.角動量

4.圓形

5.軌道六根數(shù)

6.星敏感器

7.最優(yōu)

8.大氣阻力、太陽輻射壓力

9.輻射壓力、磁力

10.控制精度、響應(yīng)時間

四、判斷題

1.×

2.×

3.√

4.√

5.√

6.√

7.×

8.×

9.×

10.×

五、主觀題（參考）

1.航天器空間飛行器動力學(xué)研究物體在空間中的運動規(guī)律，包括軌道動力學(xué)和姿態(tài)動力學(xué)。