航空航天技術航天器設計與運行知識考點姓名_________________________地址_______________________________學號______________________-------------------------------密-------------------------封----------------------------線--------------------------1.請首先在試卷的標封處填寫您的姓名，身份證號和地址名稱。2.請仔細閱讀各種題目，在規(guī)定的位置填寫您的答案。一、選擇題1.以下哪個是航天器按用途分類的主要類別？

a)載人航天器

b)科學探測航天器

c)軍事航天器

d)以上都是

2.航天器在軌運行的三個主要階段是？

a)啟動、在軌運行、著陸

b)啟動、變軌、著陸

c)啟動、在軌運行、回收

d)啟動、發(fā)射、回收

3.航天器按軌道類型分為哪幾種？

a)地球同步軌道、極地軌道、太陽同步軌道

b)近地軌道、中高軌道、地球同步軌道

c)地球同步軌道、月球軌道、火星軌道

d)低地球軌道、中地球軌道、高地球軌道

4.航天器推進系統(tǒng)的主要任務是什么？

a)為航天器提供起飛動力

b)為航天器提供變軌動力

c)為航天器提供姿態(tài)控制動力

d)以上都是

5.航天器電源系統(tǒng)的主要功能是什么？

a)為航天器提供動力

b)為航天器提供能源

c)為航天器提供數(shù)據(jù)傳輸

d)以上都是

答案及解題思路：

1.答案：d

解題思路：航天器按用途分類可以包括載人航天器、科學探測航天器和軍事航天器等多種類型，因此選項d“以上都是”是正確的。

2.答案：b

解題思路：航天器在軌運行的三個主要階段是啟動（發(fā)射）、變軌（調(diào)整軌道）、著陸（返回地面），選項b“啟動、變軌、著陸”正確描述了這一過程。

3.答案：a

解題思路：航天器按軌道類型主要分為地球同步軌道、極地軌道、太陽同步軌道等，選項a列舉的這些軌道類型是正確的。

4.答案：d

解題思路：航天器推進系統(tǒng)的主要任務不僅包括提供起飛動力，還包括提供變軌動力和姿態(tài)控制動力，因此選項d“以上都是”是全面的。

5.答案：b

解題思路：航天器電源系統(tǒng)的主要功能是為航天器提供能源，以保證其在軌運行期間的所有系統(tǒng)都能正常工作，選項b“為航天器提供能源”是正確的。雖然電源系統(tǒng)也間接支持數(shù)據(jù)傳輸，但其核心功能是提供能源。二、填空題1.航天器按用途分為______、______、______等。

答案：探測衛(wèi)星、通信衛(wèi)星、載人飛船

解題思路：航天器按照其任務和功能可以分為不同的類別，如用于科學探測的探測衛(wèi)星、用于通信的通信衛(wèi)星以及用于載人任務的載人飛船等。

2.航天器在軌運行的三個主要階段是______、______、______。

答案：發(fā)射階段、在軌運行階段、再入返回階段

解題思路：航天器的整個運行周期可以分為發(fā)射階段，即從地面到太空的初始加速；在軌運行階段，即航天器在預定軌道上執(zhí)行任務的階段；以及再入返回階段，即航天器返回地球大氣層并最終著陸的過程。

3.航天器按軌道類型分為______、______、______等。

答案：地球軌道衛(wèi)星、行星軌道衛(wèi)星、深空探測器

解題思路：航天器可以按照其軌道類型進行分類，包括在地球附近運行的地球軌道衛(wèi)星、圍繞其他行星運行的行星軌道衛(wèi)星，以及深入太空的深空探測器。

4.航天器推進系統(tǒng)的主要任務是______、______、______。

答案：提供航天器運動所需的推力、保持航天器在預定軌道上的位置、進行軌道機動

解題思路：推進系統(tǒng)是航天器能夠保持或改變其運動狀態(tài)的關鍵，其任務包括提供啟動和飛行所需的推力，維持航天器在軌道上的穩(wěn)定位置，以及進行軌道修正和機動。

5.航天器電源系統(tǒng)的主要功能是______、______、______。

答案：為航天器上所有設備提供電能、保證電能的穩(wěn)定供應、儲存電能以備緊急使用

解題思路：電源系統(tǒng)是航天器正常運行的能源保障，其主要功能是保證所有電氣設備得到穩(wěn)定的電能供應，同時還需要具備儲存電能的能力以應對可能的緊急情況。三、判斷題1.航天器按用途分為地球衛(wèi)星、深空探測器和航天站三種。

正確。航天器按照其用途可以分為地球衛(wèi)星、深空探測器和航天站等。地球衛(wèi)星主要用于對地球進行觀測和通信；深空探測器用于對太陽系以外的天體進行探測；航天站則是一種在軌運行的平臺，用于科研、實驗和居住。

2.航天器在軌運行的三個主要階段是發(fā)射、在軌運行、著陸。

錯誤。航天器在軌運行的三個主要階段應該是發(fā)射、在軌運行和返回（或再入大氣層）。著陸是返回階段的一部分。

3.航天器按軌道類型分為近地軌道、中地球軌道、高地球軌道三種。

正確。航天器按照軌道類型可以分為近地軌道（LEO）、中地球軌道（MEO）和高地球軌道（GEO）等。不同類型的軌道適用于不同用途的航天器。

4.航天器推進系統(tǒng)的主要任務是提供起飛動力、變軌動力和姿態(tài)控制動力。

正確。航天器推進系統(tǒng)的主要任務確實包括提供起飛動力、變軌動力和姿態(tài)控制動力。起飛動力用于使航天器克服地球引力離開地面；變軌動力用于改變航天器的軌道；姿態(tài)控制動力用于保持航天器在軌運行的穩(wěn)定。

5.航天器電源系統(tǒng)的主要功能是提供動力、能源和數(shù)據(jù)傳輸。

錯誤。航天器電源系統(tǒng)的主要功能是提供能源，而不是動力。它通過太陽能電池板或其他能源轉換設備將太陽能轉化為電能，為航天器的各種設備提供能量。動力通常由推進系統(tǒng)提供。

答案及解題思路：

1.正確。航天器分類是航天技術基礎知識。

2.錯誤。航天器運行階段理解有誤，應包括返回階段。

3.正確。航天器軌道分類屬于航天器軌道力學知識。

4.正確。航天器推進系統(tǒng)功能是航天器推進技術的一部分。

5.錯誤。電源系統(tǒng)功能描述有誤，應為提供能源而非動力。

解題思路：判斷題主要考察考生對航天器基本概念的理解和記憶。考生應熟悉航天器的基本分類、運行階段、軌道類型和系統(tǒng)功能等知識點，根據(jù)所學知識進行分析判斷。

：四、簡答題1.簡述航天器按用途分類的主要類別及其特點。

航天器按用途分類主要包括以下類別及其特點：

（1）科學探測衛(wèi)星：用于科學實驗、天文觀測、地球資源探測等，具有觀測精度高、數(shù)據(jù)傳輸能力強等特點。

（2）通信衛(wèi)星：用于全球通信、衛(wèi)星電視、移動通信等，具有通信容量大、覆蓋范圍廣、傳輸質(zhì)量高等特點。

（3）導航衛(wèi)星：用于全球定位、導航等，具有定位精度高、實時性強等特點。

（4）軍事衛(wèi)星：用于軍事偵察、通信、導航、預警等，具有隱蔽性強、抗干擾能力強等特點。

（5）空間站：用于空間科學研究、實驗、居住等，具有長期在軌運行、可支持多人生活和工作等特點。

2.簡述航天器在軌運行的三個主要階段及各自的任務。

航天器在軌運行主要分為以下三個階段及各自的任務：

（1）發(fā)射階段：包括火箭發(fā)射、衛(wèi)星分離、進入預定軌道等任務，保證航天器順利進入預定軌道。

（2）運行階段：包括衛(wèi)星在軌運行、數(shù)據(jù)采集、地面控制等任務，保證航天器正常運行并完成既定任務。

（3）回收階段：包括衛(wèi)星返回地面、數(shù)據(jù)回收、設備回收等任務，保證航天器任務完成后能夠安全返回。

3.簡述航天器按軌道類型分類的主要類別及其特點。

航天器按軌道類型分類主要包括以下類別及其特點：

（1）地球軌道衛(wèi)星：圍繞地球運行，具有低軌道、中軌道、高軌道等多種類型，適用于地球觀測、通信、導航等任務。

（2）太陽同步軌道衛(wèi)星：與地球自轉同步，適用于對地球表面進行高精度觀測，如地球資源探測、氣象觀測等。

（3）地球靜止軌道衛(wèi)星：位于地球赤道上方，與地球自轉同步，適用于通信、電視直播、氣象預報等任務。

（4）深空探測衛(wèi)星：離開地球引力范圍，進入太陽系其他行星或空間區(qū)域，適用于行星探測、宇宙觀測等任務。

4.簡述航天器推進系統(tǒng)的主要任務及組成。

航天器推進系統(tǒng)的主要任務包括：

（1）實現(xiàn)航天器的發(fā)射和進入預定軌道；

（2）維持航天器在軌運行；

（3）調(diào)整航天器姿態(tài)；

（4）實現(xiàn)航天器變軌。

推進系統(tǒng)主要由以下組成部分：

（1）推進劑：包括液態(tài)燃料、固態(tài)燃料、電推進劑等；

（2）推進劑儲罐：用于儲存和輸送推進劑；

（3）燃燒室：將推進劑燃燒產(chǎn)生推力；

（4）噴嘴：將燃燒室產(chǎn)生的氣體高速噴出，產(chǎn)生推力。

5.簡述航天器電源系統(tǒng)的主要功能及組成。

航天器電源系統(tǒng)的主要功能包括：

（1）為航天器提供穩(wěn)定、可靠的電源；

（2）將太陽能轉化為電能，存儲在電池中；

（3）實現(xiàn)電源的轉換、分配和監(jiān)控。

電源系統(tǒng)主要由以下組成部分：

（1）太陽能電池：將太陽能轉化為電能；

（2）電池：儲存電能，為航天器提供持續(xù)電力；

（3）電力轉換器：將太陽能電池產(chǎn)生的電能轉換為適合航天器使用的電壓和電流；

（4）分配器：將電能分配到航天器各個部件；

（5）監(jiān)控器：監(jiān)控電源系統(tǒng)的工作狀態(tài)，保證其正常運行。

答案及解題思路：

1.解題思路：按照航天器用途分類，列舉主要類別，并簡要描述其特點。

答案：航天器按用途分類主要包括科學探測衛(wèi)星、通信衛(wèi)星、導航衛(wèi)星、軍事衛(wèi)星、空間站等，具有觀測精度高、通信容量大、定位精度高、隱蔽性強、長期在軌運行等特點。

2.解題思路：按照航天器在軌運行階段，列舉三個階段及其任務。

答案：航天器在軌運行主要分為發(fā)射階段、運行階段、回收階段，分別負責火箭發(fā)射、衛(wèi)星分離、進入預定軌道；衛(wèi)星在軌運行、數(shù)據(jù)采集、地面控制；衛(wèi)星返回地面、數(shù)據(jù)回收、設備回收等任務。

3.解題思路：按照航天器軌道類型分類，列舉主要類別及其特點。

答案：航天器按軌道類型分類主要包括地球軌道衛(wèi)星、太陽同步軌道衛(wèi)星、地球靜止軌道衛(wèi)星、深空探測衛(wèi)星等，具有適用于地球觀測、通信、導航、行星探測、宇宙觀測等特點。

4.解題思路：按照推進系統(tǒng)的主要任務，列舉組成部分。

答案：推進系統(tǒng)的主要任務包括實現(xiàn)發(fā)射、進入預定軌道、維持在軌運行、調(diào)整姿態(tài)、實現(xiàn)變軌。組成部分包括推進劑、推進劑儲罐、燃燒室、噴嘴。

5.解題思路：按照電源系統(tǒng)的主要功能，列舉組成部分。

答案：電源系統(tǒng)的主要功能包括提供穩(wěn)定、可靠的電源、將太陽能轉化為電能、存儲電能、實現(xiàn)電源的轉換、分配和監(jiān)控。組成部分包括太陽能電池、電池、電力轉換器、分配器、監(jiān)控器。五、論述題1.論述航天器在軌運行過程中，變軌和姿態(tài)控制的作用及其實現(xiàn)方法。

答案：

變軌和姿態(tài)控制是航天器在軌運行中的兩個環(huán)節(jié)。

變軌的作用：

實現(xiàn)從地球表面發(fā)射到預定軌道的轉移；

實現(xiàn)軌道的調(diào)整，以滿足任務需求；

實現(xiàn)航天器從預定軌道返回地球。

姿態(tài)控制的作用：

保持航天器穩(wěn)定飛行，避免因外部干擾導致的姿態(tài)偏離；

實現(xiàn)航天器對特定目標的跟蹤和觀測；

為航天器上的設備提供穩(wěn)定的工作環(huán)境。

實現(xiàn)方法：

變軌：通常采用化學推進器、電推進器或離子推進器等推進系統(tǒng)實現(xiàn)；

姿態(tài)控制：通過使用陀螺儀、加速度計等傳感器獲取姿態(tài)信息，結合執(zhí)行機構（如反作用輪、推進器等）進行姿態(tài)調(diào)整。

解題思路：

首先闡述變軌和姿態(tài)控制的作用；

然后分別說明實現(xiàn)變軌和姿態(tài)控制的方法；

最后總結兩種控制方法在航天器運行中的重要性。

2.論述航天器電源系統(tǒng)在航天任務中的重要性及其對航天器功能的影響。

答案：

航天器電源系統(tǒng)是航天器完成任務的基礎，其重要性體現(xiàn)在以下幾個方面：

提供航天器運行所需的電能；

保證航天器上各類設備的正常工作；

影響航天器的續(xù)航能力。

對航天器功能的影響：

電源系統(tǒng)的效率直接影響航天器的能源利用率；

電源系統(tǒng)的穩(wěn)定性影響航天器任務的完成質(zhì)量；

電源系統(tǒng)的體積和重量影響航天器的整體功能。

解題思路：

首先闡述航天器電源系統(tǒng)的重要性；

然后分析電源系統(tǒng)對航天器功能的影響；

最后總結電源系統(tǒng)在航天任務中的關鍵作用。

3.論述航天器推進系統(tǒng)在航天任務中的重要性及其對航天器功能的影響。

答案：

航天器推進系統(tǒng)是實現(xiàn)航天器變軌、姿態(tài)調(diào)整和軌道機動的重要手段，其重要性體現(xiàn)在以下幾個方面：

實現(xiàn)航天器從地球表面發(fā)射到預定軌道；

實現(xiàn)航天器在軌的軌道調(diào)整和姿態(tài)控制；

實現(xiàn)航天器從預定軌道返回地球。

對航天器功能的影響：

推進系統(tǒng)的推力大小直接影響航天器的機動功能；

推進系統(tǒng)的效率影響航天器的能源利用率；

推進系統(tǒng)的可靠性影響航天器的任務成功率。

解題思路：

首先闡述航天器推進系統(tǒng)的重要性；

然后分析推進系統(tǒng)對航天器功能的影響；

最后總結推進系統(tǒng)在航天任務中的關鍵作用。

4.論述航天器按用途分類的各類航天器在航天任務中的應用及其特點。

答案：

航天器按用途分類主要有以下幾類：

科學探測航天器：如月球探測器、火星探測器等；

通信衛(wèi)星：如地球同步軌道通信衛(wèi)星、低軌道通信衛(wèi)星等；

軍事航天器：如偵察衛(wèi)星、預警衛(wèi)星等；

運載火箭：如長征系列運載火箭等。

應用及其特點：

科學探測航天器：主要用于探測宇宙、地球等天體的信息，具有探測范圍廣、探測深度深等特點；

通信衛(wèi)星：主要用于通信傳輸，具有覆蓋范圍廣、通信質(zhì)量高、傳輸速率快等特點；

軍事航天器：主要用于軍事偵察、預警等任務，具有隱蔽性強、反應速度快等特點；

運載火箭：主要用于將航天器送入預定軌道，具有運載能力強、可靠性高等特點。

解題思路：

首先列舉航天器按用途分類的各類航天器；

然后分別闡述各類航天器在航天任務中的應用及其特點；

最后總結各類航天器在航天任務中的重要作用。

5.論述航天器按軌道類型分類的各類航天器在航天任務中的應用及其特點。

答案：

航天器按軌道類型分類主要有以下幾類：

地球軌道航天器：如地球同步軌道航天器、近地軌道航天器等；

深空軌道航天器：如月球軌道航天器、火星軌道航天器等；

開放軌道航天器：如太陽同步軌道航天器、太陽橢圓軌道航天器等。

應用及其特點：

地球軌道航天器：主要用于通信、導航、遙感等任務，具有軌道穩(wěn)定、運行周期短等特點；

深空軌道航天器：主要用于深空探測、星際旅行等任務，具有軌道高、運行周期長等特點；

開放軌道航天器：主要用于天文觀測、衛(wèi)星導航等任務，具有軌道特殊、運行周期可變等特點。

解題思路：

首先列舉航天器按軌道類型分類的各類航天器；

然后分別闡述各類航天器在航天任務中的應用及其特點；

最后總結各類航天器在航天任務中的重要作用。六、計算題1.假設一個航天器從地球表面發(fā)射，初始速度為7.9km/s，求其在近地軌道上的運行周期。

解題思路：

根據(jù)開普勒第三定律，近地軌道上的運行周期T與軌道半徑r的立方成正比。近地軌道的半徑可以近似認為是地球半徑加上軌道高度，這里我們?nèi)〉厍虬霃郊s為6371km，假設軌道高度為0km。使用公式\(T=2\pi\sqrt{\frac{r^3}{GM}}\)，其中G為萬有引力常數(shù)，M為地球質(zhì)量。

2.假設一個航天器在地球同步軌道上運行，軌道半徑為357km，求其線速度和角速度。

解題思路：

線速度v可以通過公式\(v=\sqrt{\frac{GM}{r}}\)計算，其中r為軌道半徑。角速度ω可以通過公式\(\omega=\frac{v}{r}\)計算。

3.假設一個航天器在近地軌道上運行，軌道半徑為6371km，求其線速度和角速度。

解題思路：

使用同樣的公式，線速度v和角速度ω可以通過軌道半徑r計算得出。

4.假設一個航天器在地球同步軌道上運行，軌道半徑為357km，求其運行周期和高度。

解題思路：

運行周期T可以通過開普勒第三定律計算得出，而高度h可以通過地球半徑減去軌道半徑得出。

5.假設一個航天器在近地軌道上運行，軌道半徑為6371km，求其運行周期和高度。

解題思路：

運行周期T可以通過開普勒第三定律計算得出，而高度h可以通過地球半徑減去軌道半徑得出。

答案及解題思路：

1.解答：

軌道半徑r=6371km0km=6371km

G=6.67430×10^11m^3kg^1s^2

M=5.972×10^24kg

T=2π√(r^3/(GM))

T≈85.44minutes

2.解答：

軌道半徑r=357km=3.57×10^7m

v=√(GM/r)

v≈3.074km/s

ω=v/r

ω≈8.678×10^5rad/s

3.解答：

軌道半徑r=6371km=6.371×10^6m

v=√(GM/r)

v≈7.9km/s

ω=v/r

ω≈2.46×10^3rad/s

4.解答：

軌道半徑r=357km=3.57×10^7m

T=2π√(r^3/(GM))

T≈24hours

高度h=r地球半徑

h≈357km6371km=29415km

5.解答：

軌道半徑r=6371km=6.371×10^6m

T=2π√(r^3/(GM))

T≈90.56minutes

高度h=r地球半徑

h≈6371km6371km=0km七、案例分析題1.分析我國“天問一號”火星探測任務的航天器設計、運行及其取得的成果。

a.航天器設計：

火星探測器的結構設計特點。

航天器的推進系統(tǒng)設計。

生命保障系統(tǒng)設計。

科學探測儀器配置。

b.運行分析：

航天器的發(fā)射過程及入軌情況。

航天器在軌運行期間的任務執(zhí)行情況。

航天器在火星表面的著陸過程。

c.取得的成果：

火星表面環(huán)境的探測數(shù)據(jù)。

火星土壤和巖石的樣本分析。

火星氣象和磁場的研究。

2.分析我國“嫦娥五號”月球探測任務的航天器設計、運行及其取得的成果。

a.航天器設計：

月球探測器的結構設計特點。

航天器的推進系統(tǒng)設計。

生命保障系統(tǒng)設計。

科學探測儀器配置。

b.運行分析：

航天器的發(fā)射過程及入軌情況。

航天器在軌運行期間的任務執(zhí)行情況。

航天器在月球表面的著陸過程。

c.取得的成果：

月球表面環(huán)境的探測數(shù)據(jù)。

月球土壤和巖石的樣本分析。

月球地質(zhì)結構的研究。

3.分析我國“北斗導航”任務的航天器設計、運行及其取得的成果。

a.航天器設計：

導航衛(wèi)星的結構設計特點。

導航衛(wèi)星的推進系統(tǒng)設計。

導航衛(wèi)星的通信系統(tǒng)設計。

b.運行分析：

導航衛(wèi)星的發(fā)射過程及入軌情況。

導航衛(wèi)星在軌運行期間的任務執(zhí)行情況。

導航衛(wèi)星的地面監(jiān)控與控制。

c.取得的成果：

導航系統(tǒng)的覆蓋范圍和精度。

導航衛(wèi)星的定位、測速和授時能力。

導航系統(tǒng)的應用領域和經(jīng)濟效益。

4.分析我國“天宮”空間站任務的航天器設計、運行及其取得的成果。

a.航天器設計：

空間站的結構設計特點。

空間站的推進系統(tǒng)設計。

空間站的能源系統(tǒng)設計。

b.運行分析：

空間站的發(fā)射過程及組裝情況。

空間站在軌運行期間的任務執(zhí)行情況。

空間站的地面監(jiān)控與控制。

c.取得的成果：