西北農林科技大學《航天器空間環(huán)境工程》2023-2024學年第二學期期末試卷

學校________________班級____________姓名____________考場____________準考證號學校________________班級____________姓名____________考場____________準考證號…………密…………封…………線…………內…………不…………要…………答…………題…………第1頁，共3頁西北農林科技大學《航天器空間環(huán)境工程》

2023-2024學年第二學期期末試卷題號一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共15個小題，每小題2分，共30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、在航空航天發(fā)動機的燃燒過程中，燃料的霧化效果對燃燒效率有重要影響。以下關于燃料霧化的描述，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計和工作參數C.霧化過程只與燃料的物理性質有關，與燃燒室內的壓力和溫度無關D.良好的霧化效果可以降低污染物的排放2、航天器的對接技術對于空間站建設和太空任務至關重要。假設兩個航天器在太空中進行對接操作，需要精確的位置和姿態(tài)控制。以下哪種傳感器和控制系統(tǒng)最適合用于對接過程？（）A.激光測距傳感器和姿態(tài)噴氣控制系統(tǒng)B.微波雷達和電動伺服控制系統(tǒng)C.光學相機和機械臂控制系統(tǒng)D.慣性測量單元和推進器控制系統(tǒng)3、在航天器的電源系統(tǒng)中，以下關于不同電源類型的特點，不正確的是：（）A.太陽能電池板在有陽光照射時能持續(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，但反應物質的儲存和供應較為復雜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.化學電池重量輕、體積小，是航天器電源的首選4、在飛行器的飛行力學中，以下關于失速和尾旋的現(xiàn)象和原因，錯誤的是（）A.失速是指飛機機翼的升力突然下降，導致飛機失去升力無法維持飛行，通常是由于迎角過大引起的B.尾旋是飛機在失速后進入的一種失控旋轉狀態(tài)，很難改出，對飛行安全威脅極大C.現(xiàn)代飛機通過安裝失速告警系統(tǒng)和采用先進的飛行控制技術，可以有效避免失速和尾旋的發(fā)生D.一旦飛機進入尾旋，飛行員無法通過操縱飛機來改出，只能等待飛機自行恢復正常狀態(tài)5、飛行器的隱身技術旨在降低其被探測的概率。以下關于隱身技術的原理，不正確的是：（）A.通過改變外形減少雷達反射截面積B.使用吸波材料吸收雷達波C.降低飛行器的紅外輻射特征D.隱身技術可以使飛行器完全不被任何探測手段發(fā)現(xiàn)6、在飛機的結構疲勞和損傷容限設計中，以下對于疲勞裂紋的形成和擴展機制，錯誤的是（）A.疲勞裂紋通常在結構的應力集中部位產生，如孔、缺口和焊縫等B.循環(huán)載荷的作用是導致疲勞裂紋形成和擴展的主要原因C.材料的微觀缺陷和組織結構對疲勞裂紋的擴展速度沒有影響D.通過采用先進的檢測技術和維修方法，可以及時發(fā)現(xiàn)和修復疲勞裂紋，提高飛機結構的安全性和使用壽命7、航天器的返回過程充滿挑戰(zhàn)，需要經歷再入大氣層、減速和著陸等階段。在再入大氣層時，航天器表面會產生高溫，為了保護航天器和宇航員，需要采用特殊的防熱措施。以下哪種防熱方式主要依靠材料的升華吸熱來降低溫度？（）A.燒蝕防熱B.輻射防熱C.隔熱防熱D.吸熱防熱8、在航空航天領域，飛行器的動力系統(tǒng)至關重要。對于噴氣式發(fā)動機，其工作原理基于牛頓第三定律，即作用力與反作用力。以下關于噴氣式發(fā)動機的描述，哪一項是不正確的？（）A.噴氣式發(fā)動機通過燃燒燃料產生高溫高壓氣體，向后噴射產生推力B.發(fā)動機的壓氣機用于提高進入燃燒室的空氣壓力，從而提高燃燒效率C.渦輪的主要作用是驅動壓氣機工作，同時也會消耗一部分推力D.噴氣式發(fā)動機的推力大小只取決于燃料的燃燒效率，與進氣量無關9、航天器的熱控制是確保其在太空環(huán)境中正常工作的關鍵技術之一。太空環(huán)境中的溫度變化極大，航天器可能會受到太陽直射、地球陰影和太空背景輻射等因素的影響。以下關于航天器熱控制的描述，哪一項是不準確的？（）A.航天器表面通常會采用特殊的涂層來調節(jié)吸收和反射太陽輻射的比例，以控制溫度B.熱管和熱交換器等裝置可以有效地在航天器內部傳遞熱量，保持溫度均勻C.主動熱控制方法，如電加熱和制冷系統(tǒng)，通常用于對溫度控制要求較高的部件D.航天器的熱控制只需要考慮在太空中的情況，不需要考慮發(fā)射和返回階段的熱環(huán)境10、航空航天工程中的高超音速飛行器具有獨特的技術挑戰(zhàn)和應用前景。以下關于高超音速飛行器的特點，哪一項是不正確的？（）A.高超音速飛行器的飛行速度通常超過5倍音速，面臨著強烈的氣動加熱和激波效應B.高超音速飛行器的動力系統(tǒng)通常采用超燃沖壓發(fā)動機或組合循環(huán)發(fā)動機C.高超音速飛行器的材料和結構需要具備耐高溫、高強度和輕質等特性D.高超音速飛行器的技術已經非常成熟，廣泛應用于軍事和民用領域11、飛行器的起落架系統(tǒng)對于飛機的起降安全至關重要。以下關于起落架的設計和工作原理，哪一項是不正確的？（）A.起落架需要承受飛機在起降時的巨大沖擊力和重量B.現(xiàn)代飛機的起落架通常采用液壓或電動驅動方式進行收放C.起落架的輪胎需要具備良好的耐磨性、抗沖擊性和低滾動阻力D.起落架的設計只需要考慮飛機的重量和速度，不需要考慮跑道的條件12、在航天器的軌道機動中，需要精確計算推進劑的消耗和軌道變化。假設要將一顆衛(wèi)星從低軌道轉移到高軌道。以下關于軌道機動的原理和策略的描述，哪一項是正確的？（）A.軌道機動不需要考慮能量守恒定律，隨意消耗推進劑即可B.低軌道到高軌道的轉移可以通過一次短時間的大推力推進實現(xiàn)C.合理規(guī)劃推進劑的使用，采用多次小推力推進或霍曼轉移等方式，以最小的消耗實現(xiàn)軌道轉移D.軌道機動的效果不受衛(wèi)星初始軌道參數和推進系統(tǒng)性能的影響13、在航空航天領域，飛行數據分析對于提高飛行安全和性能具有重要意義。關于飛行數據分析的方法，以下錯誤的是：（）A.運用統(tǒng)計學方法對大量飛行數據進行處理和分析B.通過建立數學模型來預測飛行性能和潛在的故障C.飛行數據分析只關注飛機的機械性能，不考慮飛行員的操作因素D.利用數據挖掘技術發(fā)現(xiàn)隱藏在數據中的規(guī)律和趨勢14、飛行器的結構設計對于其性能和安全性有著至關重要的影響。以下關于飛行器結構設計的說法，錯誤的是：（）A.飛行器結構需要具備足夠的強度和剛度，以承受飛行中的各種載荷B.采用先進的材料和制造工藝可以減輕飛行器結構的重量，提高性能C.飛行器結構設計只考慮靜載荷，動載荷的影響可以忽略不計D.結構的優(yōu)化設計需要綜合考慮空氣動力學、重量、成本等多方面因素15、飛行器在大氣層中飛行時會產生氣動加熱現(xiàn)象。以下關于氣動加熱的影響，錯誤的是：（）A.氣動加熱會使飛行器表面溫度升高，影響材料性能B.過高的溫度可能導致飛行器結構強度下降，影響飛行安全C.氣動加熱會使飛行器的阻力增加，降低飛行效率D.氣動加熱只在高超音速飛行時才會出現(xiàn)，低速飛行時可以忽略不計二、簡答題（本大題共3個小題，共15分)1、（本題5分）全面剖析航空航天中的無損檢測技術，包括超聲檢測、射線檢測、磁粉檢測、渦流檢測等，解釋這些技術在材料和結構檢測中的原理和應用，分析無損檢測技術的優(yōu)缺點和發(fā)展方向。2、（本題5分）深入探討航天器的熱控制技術，包括被動熱控制（如隔熱材料、散熱片）和主動熱控制（如加熱器、制冷器、流體循環(huán)系統(tǒng)）的原理和應用。分析在不同軌道環(huán)境和任務需求下，如何選擇和優(yōu)化熱控制方案。3、（本題5分）深入探討航空航天中的復合材料成型工藝，如樹脂傳遞模塑（RTM）、自動纖維鋪放（AFP）和熱壓罐成型等。分析這些工藝的優(yōu)缺點、適用范圍和質量控制方法，以及復合材料在航空航天結構中的應用實例。三、論述題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）詳細闡述飛行器的飛行試驗技術和流程，包括試驗目的確定、試驗設備安裝、數據采集與處理等。分析飛行試驗中的風險評估和安全保障措施，以及如何將試驗結果用于飛行器的設計改進和性能驗證。研究飛行試驗在新型飛行器研發(fā)中的關鍵作用和挑戰(zhàn)。2、（本題5分）深入探討航空發(fā)動機的燃油系統(tǒng)，包括燃油噴射技術、油泵和油管的設計、燃油濾清器和燃油計量裝置等。分析燃油系統(tǒng)在保證發(fā)動機正常工作和提高燃燒效率方面的作用，以及如何應對燃油系統(tǒng)可能出現(xiàn)的故障和泄漏問題。3、（本題5分）太空探索中的載人飛船生命保障系統(tǒng)是確保宇航員生存和工作的關鍵。請全面論述生命保障系統(tǒng)的組成和功能，包括氧氣供應、水回收、食物生產和廢物處理等方面，分析在長期太空任務中生命保障系統(tǒng)的可持續(xù)性和可靠性要求，以及微生態(tài)生命保障系統(tǒng)等新型技術的研究進展和應用前景。4、（本題5分）全面論述飛機的飛行管理系統(tǒng)，包括導航管理、性能管理和自動駕駛耦合等功能模塊，以及系統(tǒng)的人機交互界面設計。5、（本題5分）全面論述航空航天中的飛行力學建模與仿真，包括建立飛行器的運動方程、氣動力模型和控制模型。分析仿真模型的驗證和校驗方法，以及如何利用仿真結果進行飛行性能預測、控制律設計和飛行任務規(guī)劃。探討飛行力學仿真在航空航天教育和培訓中的應用。四、案例分析題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10分）在一次無人機編隊飛行表演中，由于通信延遲和協(xié)同算法不完善，編隊出現(xiàn)混亂。請分析通信延遲和協(xié)同算法對編隊飛行的影響，探討提高編隊精度和穩(wěn)定性的方法，以及如何通過地面控制和自主控制相結合的