湘潭大學(xué)興湘學(xué)院《飛行器制導(dǎo)與控制》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

自覺遵守考場(chǎng)紀(jì)律如考試作弊此答卷無效密自覺遵守考場(chǎng)紀(jì)律如考試作弊此答卷無效密封線第1頁，共3頁湘潭大學(xué)興湘學(xué)院《飛行器制導(dǎo)與控制》

2023-2024學(xué)年第一學(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30個(gè)小題，每小題1分，共30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、航空航天工程中的可靠性和安全性設(shè)計(jì)是至關(guān)重要的，任何一個(gè)小的故障都可能導(dǎo)致嚴(yán)重的后果。通過采用冗余設(shè)計(jì)、故障診斷和容錯(cuò)技術(shù)等可以提高系統(tǒng)的可靠性和安全性。那么，以下哪種冗余設(shè)計(jì)方式在飛行控制系統(tǒng)中最常用？（）A.硬件冗余B.軟件冗余C.信息冗余D.時(shí)間冗余2、衛(wèi)星的通信頻段選擇需要考慮多種因素，如帶寬、干擾和傳播特性等。假設(shè)一個(gè)衛(wèi)星通信系統(tǒng)需要提供大容量的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)。以下哪種頻段最適合？（）A.C頻段B.Ku頻段C.Ka頻段D.L頻段3、航空發(fā)動(dòng)機(jī)的渦輪葉片在高溫、高壓的燃?xì)猸h(huán)境中工作，需要承受巨大的熱應(yīng)力和機(jī)械應(yīng)力。為了提高渦輪葉片的壽命和可靠性，通常會(huì)采用先進(jìn)的冷卻技術(shù)和材料。假設(shè)某型發(fā)動(dòng)機(jī)的渦輪葉片壽命較短。以下哪種改進(jìn)措施最有可能延長葉片壽命？（）A.優(yōu)化葉片的冷卻通道設(shè)計(jì)B.采用更耐高溫的材料制造葉片C.對(duì)葉片進(jìn)行表面處理，增加耐磨和抗氧化能力D.以上措施綜合實(shí)施4、航天器的姿態(tài)控制對(duì)于其正常運(yùn)行和完成任務(wù)至關(guān)重要。以下關(guān)于航天器姿態(tài)控制的描述，錯(cuò)誤的是：（）A.航天器姿態(tài)控制可以通過噴氣推進(jìn)、動(dòng)量輪等方式實(shí)現(xiàn)B.精確的姿態(tài)控制能夠保證航天器上的儀器設(shè)備對(duì)準(zhǔn)目標(biāo)，進(jìn)行有效觀測(cè)和通信C.航天器在太空中不受外界干擾，姿態(tài)可以長期保持穩(wěn)定，無需頻繁控制D.姿態(tài)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)需要考慮航天器的質(zhì)量分布、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量等因素5、航空航天工程中的飛行試驗(yàn)是驗(yàn)證飛行器性能和設(shè)計(jì)的重要手段。以下關(guān)于飛行試驗(yàn)的目的和內(nèi)容，哪一項(xiàng)是錯(cuò)誤的？（）A.飛行試驗(yàn)的目的是驗(yàn)證飛行器的設(shè)計(jì)指標(biāo)、性能參數(shù)和飛行品質(zhì)，發(fā)現(xiàn)潛在的問題并進(jìn)行改進(jìn)B.飛行試驗(yàn)包括性能試驗(yàn)、操穩(wěn)試驗(yàn)、可靠性試驗(yàn)等多個(gè)方面，需要在不同的飛行條件下進(jìn)行C.飛行試驗(yàn)的數(shù)據(jù)采集和分析對(duì)于評(píng)估飛行器的性能和改進(jìn)設(shè)計(jì)具有重要意義D.飛行試驗(yàn)只需要在飛行器研制的末期進(jìn)行一次，就可以確保飛行器的性能和安全性6、飛行器的燃油系統(tǒng)負(fù)責(zé)儲(chǔ)存和供應(yīng)燃油。對(duì)于燃油系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求，以下錯(cuò)誤的是：（）A.確保燃油的可靠供應(yīng)，避免出現(xiàn)燃油中斷的情況B.燃油系統(tǒng)要具備防火、防爆的安全措施C.燃油系統(tǒng)的重量越輕越好，可以忽略燃油的儲(chǔ)存量D.能夠在不同的飛行姿態(tài)和加速度條件下正常工作7、飛機(jī)的噪聲控制是航空領(lǐng)域的一個(gè)重要問題。以下關(guān)于飛機(jī)噪聲的來源和控制方法，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲、空氣動(dòng)力噪聲和機(jī)械噪聲是飛機(jī)噪聲的主要來源B.采用先進(jìn)的發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)和消聲技術(shù)可以降低發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲C.優(yōu)化飛機(jī)的外形和表面粗糙度可以減少空氣動(dòng)力噪聲D.飛機(jī)噪聲控制只需要在飛機(jī)設(shè)計(jì)階段考慮，運(yùn)營階段無法采取措施降低噪聲8、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9、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)上沒有差異，衛(wèi)星設(shè)計(jì)時(shí)可以隨意選用10、航天器的姿態(tài)控制對(duì)于其正常運(yùn)行和完成任務(wù)至關(guān)重要。以下關(guān)于航天器姿態(tài)控制的方式，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.可以通過噴氣推進(jìn)器產(chǎn)生的推力來調(diào)整航天器的姿態(tài)B.利用動(dòng)量輪或控制力矩陀螺的角動(dòng)量守恒原理來實(shí)現(xiàn)姿態(tài)控制C.采用太陽帆作為動(dòng)力源，通過調(diào)整太陽帆的角度來控制航天器的姿態(tài)D.航天器的姿態(tài)一旦確定，就不需要再進(jìn)行調(diào)整和控制11、在航空航天材料的研究中，金屬基復(fù)合材料具有獨(dú)特的性能。假設(shè)要在高溫環(huán)境下使用金屬基復(fù)合材料。以下關(guān)于其性能和應(yīng)用的描述，哪一項(xiàng)是正確的？（）A.金屬基復(fù)合材料的熱膨脹系數(shù)與金屬基體相同，不具有優(yōu)勢(shì)B.其在高溫下的強(qiáng)度和韌性不如傳統(tǒng)金屬材料C.具有良好的高溫強(qiáng)度、耐磨性和抗疲勞性能，適用于發(fā)動(dòng)機(jī)部件D.金屬基復(fù)合材料的制備工藝簡單，成本低廉12、航天器的返回過程充滿挑戰(zhàn)。以下關(guān)于航天器返回的描述，不正確的是：（）A.航天器在返回時(shí)需要經(jīng)歷高溫和高壓的氣動(dòng)加熱環(huán)境B.采用降落傘可以減緩航天器的下降速度，實(shí)現(xiàn)安全著陸C.航天器返回的軌道和時(shí)間可以隨意選擇，不受任何限制D.在返回過程中，需要精確控制航天器的姿態(tài)和速度13、飛機(jī)的自動(dòng)駕駛系統(tǒng)依靠傳感器獲取飛機(jī)的狀態(tài)信息，并根據(jù)預(yù)設(shè)的算法和程序進(jìn)行控制。假設(shè)自動(dòng)駕駛系統(tǒng)在飛行中出現(xiàn)誤判，導(dǎo)致飛機(jī)偏離預(yù)定航線。以下哪個(gè)傳感器最有可能提供了錯(cuò)誤的信息？（）A.空速傳感器B.高度傳感器C.姿態(tài)傳感器D.位置傳感器14、在航天器的軌道機(jī)動(dòng)中，需要精確計(jì)算推進(jìn)劑的消耗和軌道變化。假設(shè)要將一顆衛(wèi)星從低軌道轉(zhuǎn)移到高軌道。以下關(guān)于軌道機(jī)動(dòng)的原理和策略的描述，哪一項(xiàng)是正確的？（）A.軌道機(jī)動(dòng)不需要考慮能量守恒定律，隨意消耗推進(jìn)劑即可B.低軌道到高軌道的轉(zhuǎn)移可以通過一次短時(shí)間的大推力推進(jìn)實(shí)現(xiàn)C.合理規(guī)劃推進(jìn)劑的使用，采用多次小推力推進(jìn)或霍曼轉(zhuǎn)移等方式，以最小的消耗實(shí)現(xiàn)軌道轉(zhuǎn)移D.軌道機(jī)動(dòng)的效果不受衛(wèi)星初始軌道參數(shù)和推進(jìn)系統(tǒng)性能的影響15、航空航天領(lǐng)域的材料疲勞問題是影響飛行器結(jié)構(gòu)壽命的重要因素。材料在循環(huán)載荷作用下會(huì)逐漸產(chǎn)生裂紋并擴(kuò)展，最終導(dǎo)致結(jié)構(gòu)失效。那么，以下哪種方法可以有效檢測(cè)材料的疲勞裂紋？（）A.超聲波檢測(cè)B.射線檢測(cè)C.磁粉檢測(cè)D.以上都可以16、飛行器的飛行控制是確保其安全穩(wěn)定飛行的關(guān)鍵?，F(xiàn)代飛行器通常采用電傳操縱系統(tǒng)來控制飛行姿態(tài)。以下關(guān)于電傳操縱系統(tǒng)的說法，哪一項(xiàng)是不準(zhǔn)確的？（）A.電傳操縱系統(tǒng)通過傳感器感知飛行器的姿態(tài)和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，并將信息傳輸給計(jì)算機(jī)B.計(jì)算機(jī)根據(jù)預(yù)設(shè)的控制律和傳感器信息計(jì)算出操縱指令，控制舵面的運(yùn)動(dòng)C.電傳操縱系統(tǒng)可以提高飛行器的操縱性能和穩(wěn)定性，減少飛行員的工作負(fù)荷D.電傳操縱系統(tǒng)完全不需要機(jī)械備份，因?yàn)槠淇煽啃詷O高，不會(huì)出現(xiàn)故障17、在航天器的電源系統(tǒng)中，以下關(guān)于不同電源類型的特點(diǎn)，不正確的是：（）A.太陽能電池板在有陽光照射時(shí)能持續(xù)提供電能，但在陰影區(qū)域無法工作B.燃料電池具有高能量密度，但反應(yīng)物質(zhì)的儲(chǔ)存和供應(yīng)較為復(fù)雜C.核電源能夠提供長期穩(wěn)定的電能，但存在放射性安全問題D.化學(xué)電池重量輕、體積小，是航天器電源的首選18、飛機(jī)的飛行速度可以通過馬赫數(shù)來表示，馬赫數(shù)是飛機(jī)速度與當(dāng)?shù)匾羲俚谋戎怠．?dāng)飛機(jī)以超音速飛行時(shí)，會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的激波阻力。為了減小激波阻力，飛機(jī)的外形通常設(shè)計(jì)為：（）A.鈍頭形狀B.尖頭形狀C.圓形截面D.方形截面19、在火箭發(fā)射過程中，需要考慮地球自轉(zhuǎn)的影響。以下關(guān)于地球自轉(zhuǎn)對(duì)火箭發(fā)射的作用，錯(cuò)誤的是：（）A.可以利用地球自轉(zhuǎn)的速度，節(jié)省燃料B.在赤道附近發(fā)射火箭，具有一定的優(yōu)勢(shì)C.地球自轉(zhuǎn)對(duì)火箭發(fā)射的方向沒有影響D.不同緯度的發(fā)射場(chǎng)，地球自轉(zhuǎn)的影響程度不同20、航天器的姿態(tài)控制對(duì)于其正常運(yùn)行和完成任務(wù)至關(guān)重要。以下關(guān)于航天器姿態(tài)控制的方法，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.利用動(dòng)量輪或控制力矩陀螺等裝置產(chǎn)生控制力矩，調(diào)整航天器的姿態(tài)B.通過噴射推進(jìn)劑產(chǎn)生反作用力矩，實(shí)現(xiàn)航天器的姿態(tài)控制C.利用太陽帆產(chǎn)生的光壓力來控制航天器的姿態(tài)，這種方法適用于長期的姿態(tài)穩(wěn)定控制D.航天器的姿態(tài)控制只需要在發(fā)射和軌道調(diào)整階段進(jìn)行，在正常運(yùn)行階段不需要進(jìn)行姿態(tài)控制21、飛行器的結(jié)構(gòu)振動(dòng)問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22、在飛行器的設(shè)計(jì)中，風(fēng)洞試驗(yàn)是重要的研究手段。假設(shè)要對(duì)一款新型飛行器模型進(jìn)行風(fēng)洞試驗(yàn)。以下關(guān)于風(fēng)洞試驗(yàn)的目的和作用的描述，哪一項(xiàng)是正確的？（）A.風(fēng)洞試驗(yàn)只能獲取飛行器的阻力數(shù)據(jù)，對(duì)升力和力矩的測(cè)量不準(zhǔn)確B.風(fēng)洞試驗(yàn)可以完全替代計(jì)算機(jī)模擬，無需進(jìn)行數(shù)值計(jì)算C.用于測(cè)量飛行器在不同風(fēng)速和攻角下的氣動(dòng)力特性，驗(yàn)證設(shè)計(jì)和改進(jìn)方案D.風(fēng)洞試驗(yàn)的結(jié)果不受模型比例和試驗(yàn)條件的影響23、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24、飛行器的隱身技術(shù)是現(xiàn)代航空航天領(lǐng)域的重要研究方向之一。隱身技術(shù)主要通過減少飛行器對(duì)電磁波的反射和散射來降低其可探測(cè)性。外形設(shè)計(jì)、吸波材料和等離子體隱身等是常見的隱身手段。以下哪種隱身手段對(duì)于降低飛行器的雷達(dá)散射截面積效果最為顯著？（）A.優(yōu)化外形設(shè)計(jì)B.使用吸波材料C.采用等離子體隱身D.以上手段綜合運(yùn)用25、在飛行器的飛行性能評(píng)估中，爬升率是一個(gè)重要的指標(biāo)。以下關(guān)于爬升率的影響因素，錯(cuò)誤的是：（）A.發(fā)動(dòng)機(jī)推力越大，爬升率越高B.飛行器重量越輕，爬升率越高C.空氣密度越大，爬升率越高D.機(jī)翼升力系數(shù)越大，爬升率越高26、在航空航天領(lǐng)域，飛行試驗(yàn)是驗(yàn)證飛行器性能的重要手段。關(guān)于飛行試驗(yàn)的目的，以下說法不正確的是：（）A.檢驗(yàn)飛行器的設(shè)計(jì)是否滿足要求B.發(fā)現(xiàn)潛在的問題和缺陷，進(jìn)行改進(jìn)C.評(píng)估飛行器在不同環(huán)境條件下的性能D.飛行試驗(yàn)只是為了獲取數(shù)據(jù)，對(duì)飛行器的改進(jìn)沒有實(shí)際作用27、飛行器的自動(dòng)駕駛技術(shù)在現(xiàn)代航空中得到了廣泛應(yīng)用。關(guān)于自動(dòng)駕駛系統(tǒng)的功能，以下說法不正確的是：（）A.能夠自動(dòng)保持飛行高度、速度和航向B.可以根據(jù)氣象條件自動(dòng)調(diào)整飛行路線C.自動(dòng)駕駛系統(tǒng)完全取代了飛行員的操作，不需要飛行員干預(yù)D.在緊急情況下，能夠自動(dòng)執(zhí)行應(yīng)急預(yù)案，保障飛行安全28、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29、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題C.燃油濾清器可以過濾掉燃油中的雜質(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30、航空航天工程中的飛行器可靠性試驗(yàn)包括多種類型。以下關(guān)于可靠性試驗(yàn)的目的和分類，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.可靠性試驗(yàn)的目的是驗(yàn)證飛行器在規(guī)定條件下的可靠性和耐久性，發(fā)現(xiàn)潛在的故障和缺陷B.可靠性試驗(yàn)包括環(huán)境試驗(yàn)、壽命試驗(yàn)、可靠性增長試驗(yàn)等多種類型C.環(huán)境試驗(yàn)?zāi)M飛行器在不同的環(huán)境條件下的工作情況，如溫度、濕度、振動(dòng)等D.可靠性試驗(yàn)只需要在實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行，不需要進(jìn)行實(shí)際飛行試驗(yàn)二、論述題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）航空航天飛行器的氣動(dòng)噪聲預(yù)測(cè)與控制是降低噪聲污染和提高乘坐舒適性的重要研究方向。請(qǐng)?jiān)敿?xì)論述氣動(dòng)噪聲的產(chǎn)生源和傳播途徑，研究噪聲預(yù)測(cè)的數(shù)值方法和實(shí)驗(yàn)技術(shù)，分析噪聲控制的主動(dòng)和被動(dòng)措施，如消聲器設(shè)計(jì)、聲源優(yōu)化和邊界層控制等，以及在飛行器設(shè)計(jì)中如何綜合考慮氣動(dòng)性能和噪聲控制。2、（本題5分）全面論述航空航天領(lǐng)域中的復(fù)合材料制造技術(shù)。探討復(fù)合材料的成型工藝、質(zhì)量控制和性能檢測(cè)方法。研究如何提高復(fù)合材料的制造效率、降低成本，并保證其在航空航天結(jié)構(gòu)中的可靠性和一致性。3、（本題5分）詳細(xì)分析航天器的太陽能帆板技術(shù)，包括帆板的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和姿態(tài)控制等方面。探討太陽能帆板在航天器能源供應(yīng)中的作用和重要性，分析如何提高太陽能帆板的轉(zhuǎn)換效率和可靠性，以及在復(fù)雜空間環(huán)境下太陽能帆板的防護(hù)和維護(hù)措施。4、（本題5分）詳細(xì)分析高超音速飛行器的關(guān)鍵技術(shù)和面臨的挑戰(zhàn)，包括氣動(dòng)加熱、推進(jìn)系統(tǒng)、材料和結(jié)構(gòu)等方面。探討高超音速飛行器在軍事和民用領(lǐng)域的應(yīng)用前景和戰(zhàn)略意義，以及國際上高超音速飛行器的發(fā)展現(xiàn)狀和競(jìng)爭態(tài)勢(shì)。5、（本題5分）詳細(xì)論述航空發(fā)動(dòng)機(jī)的渦輪葉片冷卻技術(shù)，包括內(nèi)部對(duì)流冷卻、氣膜冷卻、發(fā)汗冷卻等方法。探討冷卻技術(shù)對(duì)渦輪葉片材料選擇和制造工藝的要求，分析冷卻效果的評(píng)估方法和優(yōu)化策略，以及先進(jìn)冷卻技術(shù)在提高發(fā)動(dòng)機(jī)性能和可靠性方面的貢獻(xiàn)。三、簡答題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）詳細(xì)闡述航天器的軌道機(jī)動(dòng)技術(shù)，包括變軌的原理、所需的動(dòng)力來源、控制策略，