航天器空間飛行器動(dòng)力學(xué)與控制考核試卷

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

本次考核旨在測(cè)試考生對(duì)航天器空間飛行器動(dòng)力學(xué)與控制知識(shí)的掌握程度，檢驗(yàn)其在理論分析和實(shí)際應(yīng)用方面的能力。

一、單項(xiàng)選擇題（本題共30小題，每小題0.5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.航天器在軌道上飛行時(shí)，受到的主要阻力是：（）

A.空氣阻力

B.太空微塵撞擊

C.地球引力

D.太陽(yáng)輻射壓力

2.衛(wèi)星軌道高度增加，其運(yùn)行周期將：（）

A.增加

B.減少

C.保持不變

D.無(wú)法確定

3.地球同步軌道的傾角為：（）

A.0°

B.23.5°

C.90°

D.63.4°

4.航天器在近地軌道飛行時(shí)，其速度大約為：（）

A.7.9km/s

B.11.2km/s

C.16.7km/s

D.25.1km/s

5.航天器變軌時(shí)，若要從低軌道轉(zhuǎn)移到高軌道，應(yīng)：（）

A.減小推進(jìn)劑消耗

B.增加推進(jìn)劑消耗

C.保持推進(jìn)劑消耗不變

D.不需要推進(jìn)劑

6.航天器姿態(tài)控制常用的執(zhí)行機(jī)構(gòu)是：（）

A.燃?xì)舛?/p>

B.電磁舵

C.太陽(yáng)帆

D.反向噴射裝置

7.航天器熱控制系統(tǒng)中，常用的散熱方式是：（）

A.導(dǎo)熱

B.熱輻射

C.熱對(duì)流

D.熱交換

8.航天器在軌道上飛行時(shí)，其姿態(tài)穩(wěn)定性主要取決于：（）

A.推進(jìn)系統(tǒng)

B.結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

C.控制系統(tǒng)

D.環(huán)境因素

9.地球自轉(zhuǎn)速度與赤道上的物體速度的關(guān)系是：（）

A.地球自轉(zhuǎn)速度大于赤道上的物體速度

B.地球自轉(zhuǎn)速度小于赤道上的物體速度

C.地球自轉(zhuǎn)速度等于赤道上的物體速度

D.無(wú)法確定

10.航天器變軌時(shí)，若要從高軌道轉(zhuǎn)移到低軌道，應(yīng)：（）

A.減小推進(jìn)劑消耗

B.增加推進(jìn)劑消耗

C.保持推進(jìn)劑消耗不變

D.不需要推進(jìn)劑

11.航天器在軌道上飛行時(shí)，其姿態(tài)控制常用的傳感器是：（）

A.加速度計(jì)

B.慣性導(dǎo)航系統(tǒng)

C.地面測(cè)控系統(tǒng)

D.紅外探測(cè)器

12.航天器在軌道上飛行時(shí)，其軌道高度對(duì)地球同步軌道的影響是：（）

A.軌道高度越高，地球同步軌道越穩(wěn)定

B.軌道高度越低，地球同步軌道越穩(wěn)定

C.軌道高度對(duì)地球同步軌道無(wú)影響

D.無(wú)法確定

13.航天器在軌道上飛行時(shí)，其軌道傾角對(duì)地球同步軌道的影響是：（）

A.軌道傾角越大，地球同步軌道越穩(wěn)定

B.軌道傾角越小，地球同步軌道越穩(wěn)定

C.軌道傾角對(duì)地球同步軌道無(wú)影響

D.無(wú)法確定

14.航天器在軌道上飛行時(shí)，其軌道偏心率對(duì)地球同步軌道的影響是：（）

A.軌道偏心率越大，地球同步軌道越穩(wěn)定

B.軌道偏心率越小，地球同步軌道越穩(wěn)定

C.軌道偏心率對(duì)地球同步軌道無(wú)影響

D.無(wú)法確定

15.航天器在軌道上飛行時(shí)，其軌道高度對(duì)地球同步軌道的影響是：（）

A.軌道高度越高，地球同步軌道越穩(wěn)定

B.軌道高度越低，地球同步軌道越穩(wěn)定

C.軌道高度對(duì)地球同步軌道無(wú)影響

D.無(wú)法確定

16.航天器在軌道上飛行時(shí)，其軌道傾角對(duì)地球同步軌道的影響是：（）

A.軌道傾角越大，地球同步軌道越穩(wěn)定

B.軌道傾角越小，地球同步軌道越穩(wěn)定

C.軌道傾角對(duì)地球同步軌道無(wú)影響

D.無(wú)法確定

17.航天器在軌道上飛行時(shí)，其軌道偏心率對(duì)地球同步軌道的影響是：（）

A.軌道偏心率越大，地球同步軌道越穩(wěn)定

B.軌道偏心率越小，地球同步軌道越穩(wěn)定

C.軌道偏心率對(duì)地球同步軌道無(wú)影響

D.無(wú)法確定

18.航天器在軌道上飛行時(shí)，其軌道高度對(duì)地球同步軌道的影響是：（）

A.軌道高度越高，地球同步軌道越穩(wěn)定

B.軌道高度越低，地球同步軌道越穩(wěn)定

C.軌道高度對(duì)地球同步軌道無(wú)影響

D.無(wú)法確定

19.航天器在軌道上飛行時(shí)，其軌道傾角對(duì)地球同步軌道的影響是：（）

A.軌道傾角越大，地球同步軌道越穩(wěn)定

B.軌道傾角越小，地球同步軌道越穩(wěn)定

C.軌道傾角對(duì)地球同步軌道無(wú)影響

D.無(wú)法確定

20.航天器在軌道上飛行時(shí)，其軌道偏心率對(duì)地球同步軌道的影響是：（）

A.軌道偏心率越大，地球同步軌道越穩(wěn)定

B.軌道偏心率越小，地球同步軌道越穩(wěn)定

C.軌道偏心率對(duì)地球同步軌道無(wú)影響

D.無(wú)法確定

21.航天器在軌道上飛行時(shí)，其軌道高度對(duì)地球同步軌道的影響是：（）

A.軌道高度越高，地球同步軌道越穩(wěn)定

B.軌道高度越低，地球同步軌道越穩(wěn)定

C.軌道高度對(duì)地球同步軌道無(wú)影響

D.無(wú)法確定

22.航天器在軌道上飛行時(shí)，其軌道傾角對(duì)地球同步軌道的影響是：（）

A.軌道傾角越大，地球同步軌道越穩(wěn)定

B.軌道傾角越小，地球同步軌道越穩(wěn)定

C.軌道傾角對(duì)地球同步軌道無(wú)影響

D.無(wú)法確定

23.航天器在軌道上飛行時(shí)，其軌道偏心率對(duì)地球同步軌道的影響是：（）

A.軌道偏心率越大，地球同步軌道越穩(wěn)定

B.軌道偏心率越小，地球同步軌道越穩(wěn)定

C.軌道偏心率對(duì)地球同步軌道無(wú)影響

D.無(wú)法確定

24.航天器在軌道上飛行時(shí)，其軌道高度對(duì)地球同步軌道的影響是：（）

A.軌道高度越高，地球同步軌道越穩(wěn)定

B.軌道高度越低，地球同步軌道越穩(wěn)定

C.軌道高度對(duì)地球同步軌道無(wú)影響

D.無(wú)法確定

25.航天器在軌道上飛行時(shí)，其軌道傾角對(duì)地球同步軌道的影響是：（）

A.軌道傾角越大，地球同步軌道越穩(wěn)定

B.軌道傾角越小，地球同步軌道越穩(wěn)定

C.軌道傾角對(duì)地球同步軌道無(wú)影響

D.無(wú)法確定

26.航天器在軌道上飛行時(shí)，其軌道偏心率對(duì)地球同步軌道的影響是：（）

A.軌道偏心率越大，地球同步軌道越穩(wěn)定

B.軌道偏心率越小，地球同步軌道越穩(wěn)定

C.軌道偏心率對(duì)地球同步軌道無(wú)影響

D.無(wú)法確定

27.航天器在軌道上飛行時(shí)，其軌道高度對(duì)地球同步軌道的影響是：（）

A.軌道高度越高，地球同步軌道越穩(wěn)定

B.軌道高度越低，地球同步軌道越穩(wěn)定

C.軌道高度對(duì)地球同步軌道無(wú)影響

D.無(wú)法確定

28.航天器在軌道上飛行時(shí)，其軌道傾角對(duì)地球同步軌道的影響是：（）

A.軌道傾角越大，地球同步軌道越穩(wěn)定

B.軌道傾角越小，地球同步軌道越穩(wěn)定

C.軌道傾角對(duì)地球同步軌道無(wú)影響

D.無(wú)法確定

29.航天器在軌道上飛行時(shí)，其軌道偏心率對(duì)地球同步軌道的影響是：（）

A.軌道偏心率越大，地球同步軌道越穩(wěn)定

B.軌道偏心率越小，地球同步軌道越穩(wěn)定

C.軌道偏心率對(duì)地球同步軌道無(wú)影響

D.無(wú)法確定

30.航天器在軌道上飛行時(shí)，其軌道高度對(duì)地球同步軌道的影響是：（）

A.軌道高度越高，地球同步軌道越穩(wěn)定

B.軌道高度越低，地球同步軌道越穩(wěn)定

C.軌道高度對(duì)地球同步軌道無(wú)影響

D.無(wú)法確定

二、多選題（本題共20小題，每小題1分，共20分，在每小題給出的選項(xiàng)中，至少有一項(xiàng)是符合題目要求的）

1.航天器在軌道上飛行時(shí)，以下哪些因素會(huì)影響其軌道高度？（）

A.地球自轉(zhuǎn)速度

B.地球引力

C.航天器的速度

D.航天器的質(zhì)量

2.航天器姿態(tài)控制中，以下哪些方法是常用的？（）

A.燃?xì)舛婵刂?/p>

B.反向噴射控制

C.太陽(yáng)帆控制

D.磁力控制

3.航天器熱控制系統(tǒng)中，以下哪些是常見(jiàn)的散熱方式？（）

A.導(dǎo)熱

B.熱對(duì)流

C.熱輻射

D.熱交換

4.航天器在軌道上飛行時(shí)，以下哪些因素會(huì)影響其姿態(tài)穩(wěn)定性？（）

A.推進(jìn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

B.結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

C.控制系統(tǒng)性能

D.環(huán)境溫度變化

5.地球同步軌道的特點(diǎn)包括哪些？（）

A.軌道平面與赤道平面重合

B.軌道周期等于地球自轉(zhuǎn)周期

C.軌道傾角為90°

D.軌道高度約為35786公里

6.航天器變軌時(shí)，以下哪些情況會(huì)導(dǎo)致推進(jìn)劑消耗增加？（）

A.從低軌道轉(zhuǎn)移到高軌道

B.從高軌道轉(zhuǎn)移到低軌道

C.改變軌道傾角

D.改變軌道偏心率

7.航天器在軌道上飛行時(shí)，以下哪些傳感器可用于姿態(tài)測(cè)量？（）

A.加速度計(jì)

B.慣性導(dǎo)航系統(tǒng)

C.地面測(cè)控系統(tǒng)

D.紅外探測(cè)器

8.航天器在軌道上飛行時(shí)，以下哪些因素會(huì)影響其軌道偏心率？（）

A.地球引力

B.航天器的速度

C.航天器的推力

D.航天器的質(zhì)量

9.航天器在軌道上飛行時(shí)，以下哪些因素會(huì)影響其軌道傾角？（）

A.地球引力

B.航天器的速度

C.航天器的推力

D.航天器的質(zhì)量

10.航天器在軌道上飛行時(shí)，以下哪些因素會(huì)影響其軌道周期？（）

A.地球引力

B.航天器的速度

C.航天器的推力

D.航天器的質(zhì)量

11.航天器在軌道上飛行時(shí)，以下哪些因素會(huì)影響其軌道高度？（）

A.地球引力

B.航天器的速度

C.航天器的推力

D.航天器的質(zhì)量

12.航天器在軌道上飛行時(shí)，以下哪些因素會(huì)影響其軌道偏心率？（）

A.地球引力

B.航天器的速度

C.航天器的推力

D.航天器的質(zhì)量

13.航天器在軌道上飛行時(shí)，以下哪些因素會(huì)影響其軌道傾角？（）

A.地球引力

B.航天器的速度

C.航天器的推力

D.航天器的質(zhì)量

14.航天器在軌道上飛行時(shí)，以下哪些因素會(huì)影響其軌道周期？（）

A.地球引力

B.航天器的速度

C.航天器的推力

D.航天器的質(zhì)量

15.航天器在軌道上飛行時(shí)，以下哪些因素會(huì)影響其軌道高度？（）

A.地球引力

B.航天器的速度

C.航天器的推力

D.航天器的質(zhì)量

16.航天器在軌道上飛行時(shí)，以下哪些因素會(huì)影響其軌道偏心率？（）

A.地球引力

B.航天器的速度

C.航天器的推力

D.航天器的質(zhì)量

17.航天器在軌道上飛行時(shí)，以下哪些因素會(huì)影響其軌道傾角？（）

A.地球引力

B.航天器的速度

C.航天器的推力

D.航天器的質(zhì)量

18.航天器在軌道上飛行時(shí)，以下哪些因素會(huì)影響其軌道周期？（）

A.地球引力

B.航天器的速度

C.航天器的推力

D.航天器的質(zhì)量

19.航天器在軌道上飛行時(shí)，以下哪些因素會(huì)影響其軌道高度？（）

A.地球引力

B.航天器的速度

C.航天器的推力

D.航天器的質(zhì)量

20.航天器在軌道上飛行時(shí)，以下哪些因素會(huì)影響其軌道偏心率？（）

A.地球引力

B.航天器的速度

C.航天器的推力

D.航天器的質(zhì)量

三、填空題（本題共25小題，每小題1分，共25分，請(qǐng)將正確答案填到題目空白處）

1.航天器在軌道上飛行時(shí)，其速度v與軌道半徑r的關(guān)系為：v=_________。

2.地球同步軌道的高度大約為：_________公里。

3.航天器在軌道上飛行時(shí)，其角速度ω與軌道半徑r的關(guān)系為：ω=_________。

4.航天器在軌道上飛行時(shí)，其周期T與軌道半徑r的關(guān)系為：T=_________。

5.航天器姿態(tài)控制中，燃?xì)舛媸峭ㄟ^(guò)改變_________來(lái)控制航天器的姿態(tài)。

6.航天器熱控制系統(tǒng)中，熱輻射的散熱效率與_________成反比。

7.航天器在軌道上飛行時(shí)，其軌道偏心率e的取值范圍是：0≤e≤_________。

8.航天器在軌道上飛行時(shí)，其軌道傾角i的取值范圍是：0°≤i≤_________。

9.航天器在軌道上飛行時(shí)，其軌道周期T與地球自轉(zhuǎn)周期相比，通常是_________。

10.航天器變軌時(shí)，從低軌道轉(zhuǎn)移到高軌道需要增加_________。

11.航天器在軌道上飛行時(shí)，其軌道高度對(duì)地球同步軌道的影響是：軌道高度越高，地球同步軌道越_________。

12.航天器姿態(tài)控制中，慣性導(dǎo)航系統(tǒng)是一種_________導(dǎo)航系統(tǒng)。

13.航天器在軌道上飛行時(shí)，其軌道傾角對(duì)地球同步軌道的影響是：軌道傾角越小，地球同步軌道越_________。

14.航天器在軌道上飛行時(shí)，其軌道偏心率對(duì)地球同步軌道的影響是：軌道偏心率越小，地球同步軌道越_________。

15.航天器在軌道上飛行時(shí)，其軌道高度對(duì)地球同步軌道的影響是：軌道高度越高，地球同步軌道越_________。

16.航天器在軌道上飛行時(shí)，其軌道傾角對(duì)地球同步軌道的影響是：軌道傾角越小，地球同步軌道越_________。

17.航天器在軌道上飛行時(shí)，其軌道偏心率對(duì)地球同步軌道的影響是：軌道偏心率越小，地球同步軌道越_________。

18.航天器在軌道上飛行時(shí)，其軌道高度對(duì)地球同步軌道的影響是：軌道高度越高，地球同步軌道越_________。

19.航天器在軌道上飛行時(shí)，其軌道傾角對(duì)地球同步軌道的影響是：軌道傾角越小，地球同步軌道越_________。

20.航天器在軌道上飛行時(shí)，其軌道偏心率對(duì)地球同步軌道的影響是：軌道偏心率越小，地球同步軌道越_________。

21.航天器在軌道上飛行時(shí)，其軌道高度對(duì)地球同步軌道的影響是：軌道高度越高，地球同步軌道越_________。

22.航天器在軌道上飛行時(shí)，其軌道傾角對(duì)地球同步軌道的影響是：軌道傾角越小，地球同步軌道越_________。

23.航天器在軌道上飛行時(shí)，其軌道偏心率對(duì)地球同步軌道的影響是：軌道偏心率越小，地球同步軌道越_________。

24.航天器在軌道上飛行時(shí)，其軌道高度對(duì)地球同步軌道的影響是：軌道高度越高，地球同步軌道越_________。

25.航天器在軌道上飛行時(shí)，其軌道傾角對(duì)地球同步軌道的影響是：軌道傾角越小，地球同步軌道越_________。

四、判斷題（本題共20小題，每題0.5分，共10分，正確的請(qǐng)?jiān)诖痤}括號(hào)中畫(huà)√，錯(cuò)誤的畫(huà)×）

1.航天器在軌道上飛行時(shí)，其速度始終與軌道相切。（）

2.地球同步軌道的傾角與地球自轉(zhuǎn)軸的傾角相同。（）

3.航天器在軌道上飛行時(shí)，其加速度始終指向地球中心。（）

4.航天器在軌道上飛行時(shí)，其軌道半徑越大，運(yùn)行周期越長(zhǎng)。（）

5.航天器姿態(tài)控制中，太陽(yáng)帆只能提供推力控制。（）

6.航天器在軌道上飛行時(shí)，其軌道高度對(duì)地球同步軌道的穩(wěn)定性無(wú)影響。（）

7.航天器在軌道上飛行時(shí)，其軌道傾角越大，地球同步軌道越穩(wěn)定。（）

8.航天器變軌時(shí)，從高軌道轉(zhuǎn)移到低軌道需要增加推進(jìn)劑消耗。（）

9.航天器在軌道上飛行時(shí)，其軌道偏心率越大，軌道越穩(wěn)定。（）

10.航天器姿態(tài)控制中，反向噴射裝置是一種常用的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。（）

11.航天器在軌道上飛行時(shí)，其軌道高度越高，其熱輻射散熱效率越低。（）

12.航天器在軌道上飛行時(shí)，其軌道傾角越小，軌道周期越長(zhǎng)。（）

13.航天器在軌道上飛行時(shí)，其軌道偏心率越大，軌道周期越短。（）

14.航天器在軌道上飛行時(shí)，其軌道高度越高，其受到的地球引力越小。（）

15.航天器姿態(tài)控制中，電磁舵是一種不消耗推進(jìn)劑的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。（）

16.航天器在軌道上飛行時(shí)，其軌道傾角越小，地球同步軌道越穩(wěn)定。（）

17.航天器在軌道上飛行時(shí)，其軌道偏心率越小，軌道周期越短。（）

18.航天器在軌道上飛行時(shí)，其軌道高度對(duì)地球同步軌道的穩(wěn)定性有直接影響。（）

19.航天器在軌道上飛行時(shí)，其軌道傾角對(duì)地球同步軌道的穩(wěn)定性有直接影響。（）

20.航天器在軌道上飛行時(shí)，其軌道偏心率對(duì)地球同步軌道的穩(wěn)定性有直接影響。（）

五、主觀題（本題共4小題，每題5分，共20分）

1.請(qǐng)簡(jiǎn)述航天器軌道動(dòng)力學(xué)的基本原理，并說(shuō)明如何通過(guò)軌道動(dòng)力學(xué)分析來(lái)預(yù)測(cè)航天器的軌道特性。

2.舉例說(shuō)明航天器姿態(tài)控制中的幾種常用方法，并分析這些方法的工作原理及其優(yōu)缺點(diǎn)。

3.討論航天器熱控制系統(tǒng)的重要性，以及在設(shè)計(jì)熱控制系統(tǒng)時(shí)需要考慮的主要因素。

4.分析航天器在變軌過(guò)程中可能遇到的問(wèn)題，并提出相應(yīng)的解決方案。

六、案例題（本題共2小題，每題5分，共10分）

1.案例題：

某航天器在近地軌道上飛行，軌道高度為500公里，軌道傾角為28.5°。由于某種原因，航天器需要進(jìn)行一次軌道提升，以便進(jìn)入地球同步軌道。假設(shè)地球同步軌道的高度為35786公里，軌道傾角為0°，地球半徑為6371公里。請(qǐng)計(jì)算：

（1）航天器提升軌道所需的平均速度增量；

（2）完成軌道提升所需的推進(jìn)劑質(zhì)量。

2.案例題：

某衛(wèi)星在地球同步軌道上運(yùn)行，其姿態(tài)控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障，導(dǎo)致衛(wèi)星的姿態(tài)不穩(wěn)定。衛(wèi)星的軌道參數(shù)為：軌道高度35786公里，軌道傾角0°，周期24小時(shí)。為了恢復(fù)衛(wèi)星的姿態(tài)穩(wěn)定性，地面控制中心決定使用反作用輪進(jìn)行姿態(tài)控制。已知反作用輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為2000千克·米2，轉(zhuǎn)動(dòng)速度為每秒100轉(zhuǎn)，請(qǐng)計(jì)算：

（1）反作用輪提供的角動(dòng)量脈沖；

（2）每次脈沖后衛(wèi)星姿態(tài)的變化角度。

標(biāo)準(zhǔn)答案

一、單項(xiàng)選擇題

1.B

2.A

3.D

4.A

5.B

6.A

7.B

8.B

9.B

10.B

11.A

12.B

13.B

14.B

15.A

16.B

17.B

18.A

19.B

20.B

21.A

22.B

23.B

24.A

25.B

二、多選題

1.B,C,D

2.A,B,C,D

3.A,B,C,D

4.A,B,C,D

5.A,B,D

6.A,B,C,D

7.A,B,C

8.A,B

9.A,B

10.A,B

11.A,B,C

12.A,B

13.A,B

14.A,B

15.A,B,C

16.A,B

17.A,B

18.A,B

19.A,B,C