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頁商丘醫(yī)學高等?？茖W校

《飛行器制導控制原理與設計》2023-2024學年第一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1分，共15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、飛行器的飛行控制是一個復雜的系統(tǒng)工程。電傳飛控系統(tǒng)相較于傳統(tǒng)的機械飛控系統(tǒng)，具有諸多優(yōu)勢，以下哪一項不是電傳飛控系統(tǒng)的優(yōu)勢？（）A.減輕飛行器重量B.提高控制精度和響應速度C.降低系統(tǒng)復雜度和維護成本D.增強系統(tǒng)的可靠性和容錯能力2、航空航天中的數(shù)值模擬技術在設計和分析中發(fā)揮著重要作用。假設在對一種新型飛行器的外流場進行數(shù)值模擬時，發(fā)現(xiàn)計算結果與風洞試驗存在較大偏差。以下哪種原因最有可能導致這種偏差？（）A.網格劃分不夠精細B.物理模型不準確C.邊界條件設置錯誤D.以上都有可能3、在航空發(fā)動機的工作原理中，涉及到多種復雜的物理過程。以下關于航空發(fā)動機的描述，不正確的是：（）A.渦輪噴氣發(fā)動機通過燃燒燃料產生高溫高壓氣體來推動飛機前進B.渦輪風扇發(fā)動機在渦輪噴氣發(fā)動機的基礎上增加了風扇，提高了燃油效率C.活塞式發(fā)動機在現(xiàn)代大型客機中仍然廣泛使用，因其可靠性高D.航空發(fā)動機的性能指標包括推力、燃油消耗率、重量等4、直升機具有獨特的飛行性能和應用場景。以下關于直升機飛行原理和特點的描述，哪一項是錯誤的？（）A.直升機通過旋轉的旋翼產生升力和推力，實現(xiàn)垂直起降和懸停B.直升機的旋翼可以通過改變槳葉的槳距來調整升力和推力的大小和方向C.直升機的飛行速度通常比固定翼飛機慢，航程和續(xù)航時間也較短D.直升機在飛行過程中不需要考慮空氣動力學的影響，因為其飛行方式與固定翼飛機完全不同5、在太空探索任務中，生命支持系統(tǒng)是保障宇航員生存的關鍵。假設進行一次長期的載人火星任務。以下關于生命支持系統(tǒng)的功能和設計要求的描述，哪一項是最重要的？（）A.生命支持系統(tǒng)只需提供氧氣，其他物質可以忽略B.系統(tǒng)的重量和體積不重要，只要能滿足基本需求C.能夠實現(xiàn)水、氧氣和食物的循環(huán)再生，同時有效處理廢物D.生命支持系統(tǒng)不需要考慮可靠性和可維護性，一次性使用即可6、在航天器的熱控系統(tǒng)中，需要有效地控制航天器內部和表面的溫度。假設一顆衛(wèi)星在太空中經歷劇烈的溫度變化。以下關于熱控措施和原理的描述，哪一項是準確的？（）A.被動熱控系統(tǒng)完全依靠材料的熱特性，無法進行主動調節(jié)B.熱管可以快速將熱量從高溫區(qū)域傳遞到低溫區(qū)域，效率極高C.隔熱材料越厚，熱控效果越好，不考慮重量增加的問題D.熱控系統(tǒng)只需要考慮設備的工作溫度，不需要考慮宇航員的舒適度7、在航空航天材料科學中，材料的性能和選擇對于飛行器的制造至關重要。假設需要為一種高超音速飛行器的表面選擇一種能夠承受高溫、高壓和高速氣流沖刷的材料。以下哪種材料最有可能滿足要求？（）A.陶瓷基復合材料B.鋁合金C.普通鋼材D.塑料8、在航空航天領域，飛行器的設計和性能優(yōu)化是至關重要的。空氣動力學原理在飛行器的外形設計、飛行控制等方面發(fā)揮著關鍵作用。例如，飛機的機翼形狀設計是為了產生足夠的升力，同時減小阻力。那么，以下關于飛機機翼產生升力的原理，哪一項是正確的？飛機機翼上表面的氣流速度比下表面快，根據伯努利原理，會產生壓力差，從而形成升力。在機翼設計中，以下哪個因素對升力的產生影響最大？（）A.機翼的面積B.機翼的厚度C.機翼的彎度D.機翼的長度9、航天器在太空中運行時，需要考慮多種軌道力學因素。在近地軌道上運行的航天器，受到地球引力和大氣阻力的影響。以下關于近地軌道航天器的描述，哪一項是不正確的？（）A.大氣阻力會導致航天器的軌道逐漸降低，需要定期進行軌道維持操作B.為了保持在穩(wěn)定的近地軌道上，航天器的速度需要精確控制在一定范圍內C.地球的非球形引力對近地軌道航天器的軌道影響較小，可以忽略不計D.太陽活動可能會引起地球高層大氣密度的變化，從而影響近地軌道航天器的軌道10、航天器的熱控制是保證其正常運行的關鍵。以下關于航天器熱控制技術的說法，不正確的是：（）A.多層隔熱材料可以有效減少航天器內部與外部環(huán)境的熱交換B.熱管可以將熱量從高溫區(qū)域傳遞到低溫區(qū)域，實現(xiàn)熱量的均勻分布C.主動熱控制系統(tǒng)通過消耗大量能源來維持航天器的溫度穩(wěn)定D.航天器在進入地球陰影時，由于沒有太陽輻射，溫度會迅速降低，不需要熱控制11、在飛行器的導航系統(tǒng)中，多種導航方式相互配合。以下關于導航系統(tǒng)的描述，不正確的是：（）A.慣性導航系統(tǒng)不依賴外部信息，具有自主性和保密性B.衛(wèi)星導航系統(tǒng)精度高，但容易受到干擾C.天文導航系統(tǒng)在長距離飛行中具有獨特的優(yōu)勢D.飛行器的導航系統(tǒng)一旦確定，就不能再更改或升級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(shù)和推進系統(tǒng)性能的影響13、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14、航空航天工程中的可靠性增長試驗是提高產品可靠性的重要手段。以下關于可靠性增長試驗的描述，不正確的是：（）A.通過試驗發(fā)現(xiàn)產品的潛在故障和薄弱環(huán)節(jié)B.根據試驗結果采取改進措施，逐步提高可靠性C.可靠性增長試驗只需要進行一次，就可以確保產品達到高可靠性D.試驗過程中要對產品的可靠性進行監(jiān)測和評估15、航天器的電源系統(tǒng)是其正常運行的重要保障。以下關于航天器電源系統(tǒng)的描述，不正確的是：（）A.太陽能電池板是航天器常用的電源之一，其效率會受到太空環(huán)境的影響B(tài).蓄電池可以在航天器處于陰影區(qū)時提供電力C.核電源具有功率大、壽命長的優(yōu)點，但存在安全和環(huán)保問題D.航天器電源系統(tǒng)的設計不需要考慮重量和體積的限制二、簡答題（本大題共4個小題，共20分)1、（本題5分）詳細說明航空航天工程中飛行力學模型的建立過程，包括考慮的各種力和力矩。解釋如何利用飛行力學模型進行飛行性能預測和控制策略設計。2、（本題5分）全面剖析飛行器的自動駕駛系統(tǒng)中的路徑規(guī)劃算法，包括基于地圖的規(guī)劃、基于動態(tài)環(huán)境的實時規(guī)劃、多目標優(yōu)化規(guī)劃等，解釋如何在復雜空域環(huán)境中生成安全、高效的飛行路徑，分析算法的性能評估指標和改進方向。3、（本題5分）詳細闡述航天器的軌道機動技術，包括變軌的原理、所需的動力來源、控制策略，分析軌道機動在衛(wèi)星組網、空間站對接等任務中的應用。4、（本題5分）詳細闡述航天器電源系統(tǒng)中的太陽能電池技術，包括其工作原理、效率提升方法、在不同軌道環(huán)境下的性能表現(xiàn)，分析太陽能電池板的布局和姿態(tài)控制對發(fā)電效率的影響。三、論述題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）詳細分析航空發(fā)動機的噪聲產生機制和降噪技術。研究發(fā)動機內部的氣流噪聲、機械噪聲等來源。探討如何通過發(fā)動機設計改進、消聲裝置和聲學處理來降低發(fā)動機噪聲。2、（本題5分）全面論述航空發(fā)動機燃燒室內的燃燒過程和燃燒穩(wěn)定性的影響因素，分析燃料噴射方式、氣流組織和燃燒室形狀對燃燒效率和污染物排放的影響。研究燃燒室內的火焰?zhèn)鞑ズ腿紵环€(wěn)定性的監(jiān)測和抑制方法。3、（本題5分）全面論述航天器的姿態(tài)控制執(zhí)行機構，如動量輪、控制力矩陀螺和推力器。分析執(zhí)行機構的工作原理、性能特點和控制策略，以及如何根據任務需求選擇合適的姿態(tài)控制執(zhí)行機構組合。探討新型姿態(tài)控制執(zhí)行機構的研究和應用。4、（本題5分）全面論述飛機的自動駕駛系統(tǒng)的發(fā)展歷程和現(xiàn)狀，包括早期的自動駕駛儀和現(xiàn)代的電傳飛控系統(tǒng)。分析自動駕駛系統(tǒng)在提高飛行安全性、減輕飛行員工作負擔和實現(xiàn)精確飛行控制方面的作用，探討自動駕駛系統(tǒng)面臨的技術挑戰(zhàn)和未來的發(fā)展方向，如人工智能在自動駕駛中的應用。5、（本題5分）深入探討航空發(fā)動機的尾氣排放控制技術。分析氮氧化物、顆粒物等污染物的生成機制。研究如何通過燃燒優(yōu)化、尾氣處理等手段降低發(fā)動機的尾氣排放，滿足環(huán)保要求。四、案例分析題（本大題共4個小題，共40分)1、（本題10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。2、（本題10分）一家航天企業(yè)在測試衛(wèi)星的姿態(tài)敏感器時，發(fā)現(xiàn)敏感器的測量精度不夠準確。分析影響敏感器測量精度的因素，如傳感器性能、安裝誤差或外界干擾等，并提出提高敏感器精度的技術方案。