太原科技大學《航天工程技術》2023-2024學年第一學期期末試卷

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2023-2024學年第一學期期末試卷題號一二三四總分得分一、單選題（本大題共20個小題，每小題2分，共40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、航天器的軌道設計和控制是航天任務成功的關鍵之一。例如，衛(wèi)星需要被送入特定的軌道，以實現(xiàn)其預定的功能。在軌道控制中，需要考慮到地球引力、大氣阻力、太陽輻射壓力等因素的影響。假設一顆低軌道衛(wèi)星的軌道高度逐漸降低，需要進行軌道提升操作。以下哪種推進方式最適合進行軌道提升？（）A.化學推進B.電推進C.太陽帆推進D.核推進2、航空航天工程中的太空環(huán)境對飛行器和航天員都有特殊的影響。以下關于太空輻射的危害和防護措施，哪一項是錯誤的？（）A.太空輻射包括太陽粒子輻射、宇宙射線等，可能對飛行器的電子設備和航天員的身體造成損害B.采用屏蔽材料、優(yōu)化飛行軌道和加強航天員的輻射防護訓練等可以減少太空輻射的危害C.太空輻射對航天員的影響主要是短期的，不會導致長期的健康問題D.對太空輻射的監(jiān)測和評估是保障太空任務安全的重要環(huán)節(jié)3、對于航天器的熱控系統(tǒng)設計，以下關于主動熱控和被動熱控的特點及應用場景，正確的是：（）A.主動熱控系統(tǒng)通過消耗能源來控制溫度，精度高，適用于對溫度要求嚴格的航天器設備；被動熱控系統(tǒng)依靠材料的熱特性和結構設計來散熱或保溫，簡單可靠，但溫度控制精度較低B.主動熱控系統(tǒng)結構復雜，成本高，只適用于大型航天器；被動熱控系統(tǒng)則適用于各種規(guī)模的航天器C.被動熱控系統(tǒng)能夠滿足所有航天器的熱控需求，主動熱控系統(tǒng)已經逐漸被淘汰D.主動熱控和被動熱控在性能和成本上沒有明顯差異，航天器熱控系統(tǒng)設計時可以隨意選擇4、飛行器的飛行控制系統(tǒng)需要具備良好的魯棒性。以下關于魯棒性的描述，不正確的是：（）A.魯棒性是指系統(tǒng)在存在不確定性和干擾的情況下仍能正常工作的能力B.設計具有魯棒性的飛行控制系統(tǒng)可以降低對模型精度的要求C.采用自適應控制技術可以提高飛行控制系統(tǒng)的魯棒性D.只要飛行控制系統(tǒng)的硬件可靠，就一定具有良好的魯棒性5、在航空航天領域，風洞試驗是研究飛行器空氣動力學性能的重要方法。以下關于風洞試驗的描述，哪一項是不正確的？（）A.風洞試驗可以模擬不同的飛行速度、攻角和大氣環(huán)境，測量飛行器模型的氣動力參數(shù)B.風洞試驗能夠幫助優(yōu)化飛行器的外形設計，提高其飛行性能C.風洞試驗結果完全準確，可以直接用于飛行器的實際設計和飛行D.風洞試驗需要耗費大量的時間和資金，但對于新型飛行器的研發(fā)是必不可少的6、在飛行器的設計中，需要考慮人機工效學因素，以提高飛行員的操作舒適性和效率。例如，駕駛艙的布局、儀表顯示、操縱桿設計等都要符合人體工程學原理。假設某型飛機的飛行員在長時間飛行后感到疲勞和操作不便。以下哪個方面最有可能需要改進？（）A.駕駛艙座椅的舒適性B.儀表的顯示方式和亮度C.操縱桿的力反饋特性D.以上方面都需要考慮7、飛行器的飛行性能受到大氣環(huán)境的影響，例如大氣溫度、濕度和壓力等。在高海拔地區(qū)，大氣壓力較低，空氣密度較小，這會導致飛行器的：（）A.升力增加，阻力減小B.升力減小，阻力增加C.升力和阻力都增加D.升力和阻力都減小8、在航天器的軌道力學中，軌道的類型和特點決定了航天器的任務和應用。以下關于航天器軌道的描述，不正確的是：（）A.地球同步軌道上的航天器相對于地球表面保持固定位置，常用于通信衛(wèi)星B.太陽同步軌道的航天器軌道平面與太陽始終保持相對固定的角度，有利于對地觀測C.低地球軌道上的航天器運行周期短，軌道高度一般在2000公里以下D.航天器一旦進入預定軌道，就不需要進行軌道調整和維持9、關于飛行器的導航系統(tǒng)，以下對于慣性導航系統(tǒng)和衛(wèi)星導航系統(tǒng)的特點和應用，錯誤的是（）A.慣性導航系統(tǒng)不依賴外界信息，能夠自主測量飛行器的加速度和角速度，從而計算出位置和速度信息B.衛(wèi)星導航系統(tǒng)通過接收衛(wèi)星信號來確定飛行器的位置、速度和時間，精度高但容易受到干擾C.慣性導航系統(tǒng)的誤差會隨時間積累，而衛(wèi)星導航系統(tǒng)可以對慣性導航系統(tǒng)進行修正和補充D.在軍事應用中，由于衛(wèi)星導航系統(tǒng)可能被干擾或屏蔽，因此完全依賴慣性導航系統(tǒng)進行導航10、對于飛行器的飛行控制，以下關于自動駕駛儀和人工操縱的描述，不正確的是（）A.自動駕駛儀可以根據(jù)預設的程序和傳感器數(shù)據(jù)自動控制飛行器的姿態(tài)、航向和高度，減輕飛行員的工作負擔B.人工操縱在某些情況下，如應對突發(fā)狀況或進行特殊飛行任務時，具有更高的靈活性和決策能力C.自動駕駛儀完全可以取代人工操縱，未來的飛行器將不再需要飛行員進行手動控制D.現(xiàn)代飛行器通常采用自動駕駛儀和人工操縱相結合的方式，以提高飛行的安全性和效率11、在航天器的軌道設計中，考慮地球非球形引力攝動的影響時，以下說法準確的是：（）A.地球非球形引力攝動對低軌道航天器影響較大，對高軌道航天器可以忽略不計B.地球非球形引力攝動會導致航天器軌道的半長軸、偏心率和傾角發(fā)生微小變化，但不會影響軌道周期C.地球非球形引力攝動可以通過簡單的數(shù)學模型精確計算和補償，不會對航天器的軌道控制造成困難D.地球非球形引力攝動對航天器軌道沒有任何影響，在軌道設計中無需考慮12、航空航天中的推進劑對于飛行器的性能有重要影響。以下關于推進劑的描述，錯誤的是：（）A.液體推進劑通常具有較高的比沖，但儲存和供應系統(tǒng)較為復雜B.固體推進劑易于儲存和使用，但燃燒過程難以控制，比沖較低C.電推進劑具有很高的比沖，適用于長時間、低推力的任務D.航空煤油是一種常用的液體火箭推進劑，因為其能量密度高，燃燒穩(wěn)定13、在航空航天領域，材料的疲勞性能是一個重要的考慮因素。以下關于材料疲勞的描述，不正確的是：（）A.材料在循環(huán)載荷作用下會發(fā)生疲勞損傷，最終導致失效B.提高材料的強度可以有效提高其抗疲勞性能C.疲勞壽命的預測對于航空航天結構的設計和維護非常重要D.材料的表面處理和加工工藝對疲勞性能有顯著影響14、航空發(fā)動機的燃燒過程對其性能和排放有著重要影響。燃燒室內的燃料和空氣混合不均勻可能導致燃燒不完全，增加污染物排放和降低發(fā)動機效率。為了提高燃燒效率和減少污染物排放，通常會采用：（）A.增加燃燒室內的壓力B.優(yōu)化燃料噴射系統(tǒng)C.提高燃燒室內的溫度D.減少空氣的供應量15、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16、飛行器的結構強度和材料選擇對于飛行安全和性能至關重要。在設計飛機結構時，需要考慮到飛行中的各種載荷，如氣動載荷、慣性載荷、振動載荷等。同時，為了減輕結構重量，提高飛機的燃油效率和航程，通常會選擇高強度、輕質的材料。假設要設計一款新型戰(zhàn)斗機的機身結構，以下哪種材料組合最有可能滿足強度要求并減輕重量？（）A.鋁合金與鈦合金B(yǎng).碳纖維復合材料與鋁合金C.鈦合金與不銹鋼D.玻璃纖維復合材料與鋼17、飛機的飛行控制系統(tǒng)中的傳感器會受到外界干擾和噪聲的影響，從而影響控制精度。為了提高傳感器的可靠性和抗干擾能力，通常會采用濾波和信號處理技術。假設某型飛機的高度傳感器受到噪聲干擾，導致高度數(shù)據(jù)不準確。以下哪種濾波方法最有可能有效去除噪聲？（）A.低通濾波B.高通濾波C.帶通濾波D.數(shù)字濾波18、對于航空電子設備，以下關于飛行管理系統(tǒng)和自動駕駛系統(tǒng)的功能和作用，錯誤的是（）A.飛行管理系統(tǒng)可以規(guī)劃飛行航線、計算燃油消耗、監(jiān)控飛機性能等，提高飛行的經濟性和安全性B.自動駕駛系統(tǒng)能夠按照預設的程序控制飛機的飛行姿態(tài)、速度和高度，減輕飛行員的工作強度C.飛行管理系統(tǒng)和自動駕駛系統(tǒng)是相互獨立的，沒有任何關聯(lián)和交互D.隨著技術的發(fā)展，飛行管理系統(tǒng)和自動駕駛系統(tǒng)的智能化程度不斷提高，能夠更好地適應復雜的飛行環(huán)境19、在航空發(fā)動機的工作原理中，關于渦輪噴氣發(fā)動機和渦輪風扇發(fā)動機的區(qū)別，以下說法錯誤的是（）A.渦輪噴氣發(fā)動機的燃氣全部通過噴管排出產生推力，而渦輪風扇發(fā)動機有一部分燃氣在風扇的作用下通過外涵道產生推力B.渦輪風扇發(fā)動機在亞音速飛行時燃油效率高于渦輪噴氣發(fā)動機，因為外涵道的冷空氣降低了排氣速度C.渦輪噴氣發(fā)動機的結構相對簡單，重量較輕，而渦輪風扇發(fā)動機由于增加了風扇和外涵道，結構更為復雜D.渦輪風扇發(fā)動機在任何飛行速度下的推力都大于渦輪噴氣發(fā)動機，是現(xiàn)代戰(zhàn)斗機的主要動力裝置20、在航空發(fā)動機的燃燒室內，燃料和空氣的混合過程對燃燒效率有著重要影響。以下哪種混合方式能夠提高燃燒效率（）A.均勻混合，使燃料和空氣在燃燒室內充分均勻分布B.分層混合，在燃燒室內形成燃料濃度梯度C.先混合燃料再通入空氣D.先通入空氣再噴射燃料二、簡答題（本大題共3個小題，共15分)1、（本題5分）全面剖析飛機的高升力裝置（如襟翼、縫翼）的工作原理和設計考慮因素，包括增加升力的機制、對飛機結構和操縱的影響、不同類型高升力裝置的特點，分析高升力裝置在飛機起降性能優(yōu)化中的作用。2、（本題5分）詳細論述飛機的液壓系統(tǒng)，包括液壓泵、液壓閥、液壓缸和液壓管路等部件的工作原理和功能。解釋液壓系統(tǒng)在飛機操縱面控制、起落架收放和剎車系統(tǒng)中的應用，以及液壓系統(tǒng)的可靠性設計和維護要求。3、（本題5分）一顆通信衛(wèi)星的轉發(fā)器出現(xiàn)功率下降的問題，影響了信號傳輸質量。技術人員通過遠程診斷和調整，暫時恢復了正常工作。請分析轉發(fā)器功率下降的原因，評估對通信服務的影響，并提出預防轉發(fā)器故障和提高維護效率的措施。三、案例分析題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）一架無人機在執(zhí)行海上偵察任務時，受到鹽霧侵蝕，部分電子設備損壞。分析鹽霧侵蝕對無人機的危害，探討如何采取防護措施，如密封處理、選用耐腐蝕材料或定期維護等，以提高無人機在惡劣環(huán)境下的可靠性。2、（本題5分）某火箭的末級發(fā)動機在工作過程中提前關機，未能將有效載荷送入預定軌道。分析發(fā)動機提前關機的原因，可能是燃料供應問題、燃燒不穩(wěn)定或發(fā)動機部件故障等，并提出避免此類故障的措施和改進方案。3、（本題5分）在一次航天飛機的返回任務中，熱防護瓦出現(xiàn)脫落，對航天飛機的結構造成一定威脅。請分析熱防護瓦脫落的原因，如安裝問題、材料老化、飛行過程中的熱應力等，并研究如何防止熱防護瓦脫落的再次發(fā)生。4、（本題5分）一架直升機在進行高原飛行時，發(fā)動機功率明顯下降。分析高原環(huán)境對直升機發(fā)動機性能的影響，探討如何通過技術改進和飛行策略調整來提高直升機在高原地區(qū)的飛行能力。5、（本題5分）在一次飛機結構疲勞試驗中，機翼關鍵部位提前出現(xiàn)裂紋。請研究導致結構疲勞裂紋提前出現(xiàn)的原因，比如載荷譜設計不合理、材料缺陷或制造工藝誤差，評估試驗方法和數(shù)據(jù)分析的準確性，以及對飛機結構壽命預測的影響，并提出