商丘醫(yī)學(xué)高等專科學(xué)?！讹w行器制導(dǎo)控制原理與設(shè)計(jì)》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

學(xué)校________________班級(jí)____________姓名____________考場____________準(zhǔn)考證號(hào)學(xué)校________________班級(jí)____________姓名____________考場____________準(zhǔn)考證號(hào)…………密…………封…………線…………內(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第1頁，共3頁商丘醫(yī)學(xué)高等?？茖W(xué)校

《飛行器制導(dǎo)控制原理與設(shè)計(jì)》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷題號(hào)一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共15個(gè)小題，每小題1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、飛行器的飛行控制是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程。電傳飛控系統(tǒng)相較于傳統(tǒng)的機(jī)械飛控系統(tǒng)，具有諸多優(yōu)勢(shì)，以下哪一項(xiàng)不是電傳飛控系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)？（）A.減輕飛行器重量B.提高控制精度和響應(yīng)速度C.降低系統(tǒng)復(fù)雜度和維護(hù)成本D.增強(qiáng)系統(tǒng)的可靠性和容錯(cuò)能力2、航空航天中的數(shù)值模擬技術(shù)在設(shè)計(jì)和分析中發(fā)揮著重要作用。假設(shè)在對(duì)一種新型飛行器的外流場進(jìn)行數(shù)值模擬時(shí)，發(fā)現(xiàn)計(jì)算結(jié)果與風(fēng)洞試驗(yàn)存在較大偏差。以下哪種原因最有可能導(dǎo)致這種偏差？（）A.網(wǎng)格劃分不夠精細(xì)B.物理模型不準(zhǔn)確C.邊界條件設(shè)置錯(cuò)誤D.以上都有可能3、在航空發(fā)動(dòng)機(jī)的工作原理中，涉及到多種復(fù)雜的物理過程。以下關(guān)于航空發(fā)動(dòng)機(jī)的描述，不正確的是：（）A.渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)通過燃燒燃料產(chǎn)生高溫高壓氣體來推動(dòng)飛機(jī)前進(jìn)B.渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)在渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的基礎(chǔ)上增加了風(fēng)扇，提高了燃油效率C.活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)在現(xiàn)代大型客機(jī)中仍然廣泛使用，因其可靠性高D.航空發(fā)動(dòng)機(jī)的性能指標(biāo)包括推力、燃油消耗率、重量等4、直升機(jī)具有獨(dú)特的飛行性能和應(yīng)用場景。以下關(guān)于直升機(jī)飛行原理和特點(diǎn)的描述，哪一項(xiàng)是錯(cuò)誤的？（）A.直升機(jī)通過旋轉(zhuǎn)的旋翼產(chǎn)生升力和推力，實(shí)現(xiàn)垂直起降和懸停B.直升機(jī)的旋翼可以通過改變槳葉的槳距來調(diào)整升力和推力的大小和方向C.直升機(jī)的飛行速度通常比固定翼飛機(jī)慢，航程和續(xù)航時(shí)間也較短D.直升機(jī)在飛行過程中不需要考慮空氣動(dòng)力學(xué)的影響，因?yàn)槠滹w行方式與固定翼飛機(jī)完全不同5、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6、在航天器的熱控系統(tǒng)中，需要有效地控制航天器內(nèi)部和表面的溫度。假設(shè)一顆衛(wèi)星在太空中經(jīng)歷劇烈的溫度變化。以下關(guān)于熱控措施和原理的描述，哪一項(xiàng)是準(zhǔn)確的？（）A.被動(dòng)熱控系統(tǒng)完全依靠材料的熱特性，無法進(jìn)行主動(dòng)調(diào)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(shè)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(xué)中，材料的性能和選擇對(duì)于飛行器的制造至關(guān)重要。假設(shè)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(fù)合材料B.鋁合金C.普通鋼材D.塑料8、在航空航天領(lǐng)域，飛行器的設(shè)計(jì)和性能優(yōu)化是至關(guān)重要的?？諝鈩?dòng)力學(xué)原理在飛行器的外形設(shè)計(jì)、飛行控制等方面發(fā)揮著關(guān)鍵作用。例如，飛機(jī)的機(jī)翼形狀設(shè)計(jì)是為了產(chǎn)生足夠的升力，同時(shí)減小阻力。那么，以下關(guān)于飛機(jī)機(jī)翼產(chǎn)生升力的原理，哪一項(xiàng)是正確的？飛機(jī)機(jī)翼上表面的氣流速度比下表面快，根據(jù)伯努利原理，會(huì)產(chǎn)生壓力差，從而形成升力。在機(jī)翼設(shè)計(jì)中，以下哪個(gè)因素對(duì)升力的產(chǎn)生影響最大？（）A.機(jī)翼的面積B.機(jī)翼的厚度C.機(jī)翼的彎度D.機(jī)翼的長度9、航天器在太空中運(yùn)行時(shí)，需要考慮多種軌道力學(xué)因素。在近地軌道上運(yùn)行的航天器，受到地球引力和大氣阻力的影響。以下關(guān)于近地軌道航天器的描述，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.大氣阻力會(huì)導(dǎo)致航天器的軌道逐漸降低，需要定期進(jìn)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(nèi)C.地球的非球形引力對(duì)近地軌道航天器的軌道影響較小，可以忽略不計(jì)D.太陽活動(dòng)可能會(huì)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(yùn)行的關(guān)鍵。以下關(guān)于航天器熱控制技術(shù)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(nèi)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(shí)現(xiàn)熱量的均勻分布C.主動(dòng)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(jìn)入地球陰影時(shí)，由于沒有太陽輻射，溫度會(huì)迅速降低，不需要熱控制11、在飛行器的導(dǎo)航系統(tǒng)中，多種導(dǎo)航方式相互配合。以下關(guān)于導(dǎo)航系統(tǒng)的描述，不正確的是：（）A.慣性導(dǎo)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(dǎo)航系統(tǒng)精度高，但容易受到干擾C.天文導(dǎo)航系統(tǒng)在長距離飛行中具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)D.飛行器的導(dǎo)航系統(tǒng)一旦確定，就不能再更改或升級(jí)12、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13、在航天器的軌道設(shè)計(jì)中，考慮地球非球形引力攝動(dòng)的影響時(shí)，以下說法準(zhǔn)確的是：（）A.地球非球形引力攝動(dòng)對(duì)低軌道航天器影響較大，對(duì)高軌道航天器可以忽略不計(jì)B.地球非球形引力攝動(dòng)會(huì)導(dǎo)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(huì)影響軌道周期C.地球非球形引力攝動(dòng)可以通過簡單的數(shù)學(xué)模型精確計(jì)算和補(bǔ)償，不會(huì)對(duì)航天器的軌道控制造成困難D.地球非球形引力攝動(dòng)對(duì)航天器軌道沒有任何影響，在軌道設(shè)計(jì)中無需考慮14、航空航天工程中的可靠性增長試驗(yàn)是提高產(chǎn)品可靠性的重要手段。以下關(guān)于可靠性增長試驗(yàn)的描述，不正確的是：（）A.通過試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品的潛在故障和薄弱環(huán)節(jié)B.根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果采取改進(jìn)措施，逐步提高可靠性C.可靠性增長試驗(yàn)只需要進(jìn)行一次，就可以確保產(chǎn)品達(dá)到高可靠性D.試驗(yàn)過程中要對(duì)產(chǎn)品的可靠性進(jìn)行監(jiān)測(cè)和評(píng)估15、航天器的電源系統(tǒng)是其正常運(yùn)行的重要保障。以下關(guān)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(huì)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(shí)提供電力C.核電源具有功率大、壽命長的優(yōu)點(diǎn)，但存在安全和環(huán)保問題D.航天器電源系統(tǒng)的設(shè)計(jì)不需要考慮重量和體積的限制二、簡答題（本大題共4個(gè)小題，共20分)1、（本題5分）詳細(xì)說明航空航天工程中飛行力學(xué)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(xué)模型進(jìn)行飛行性能預(yù)測(cè)和控制策略設(shè)計(jì)。2、（本題5分）全面剖析飛行器的自動(dòng)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(dòng)態(tài)環(huán)境的實(shí)時(shí)規(guī)劃、多目標(biāo)優(yōu)化規(guī)劃等，解釋如何在復(fù)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(píng)估指標(biāo)和改進(jìn)方向。3、（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，分析軌道機(jī)動(dòng)在衛(wèi)星組網(wǎng)、空間站對(duì)接等任務(wù)中的應(yīng)用。4、（本題5分）詳細(xì)闡述航天器電源系統(tǒng)中的太陽能電池技術(shù)，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(duì)發(fā)電效率的影響。三、論述題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）詳細(xì)分析航空發(fā)動(dòng)機(jī)的噪聲產(chǎn)生機(jī)制和降噪技術(shù)。研究發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部的氣流噪聲、機(jī)械噪聲等來源。探討如何通過發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)改進(jìn)、消聲裝置和聲學(xué)處理來降低發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲。2、（本題5分）全面論述航空發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室內(nèi)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(duì)燃燒效率和污染物排放的影響。研究燃燒室內(nèi)的火焰?zhèn)鞑ズ腿紵环€(wěn)定性的監(jiān)測(cè)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(jī)構(gòu)，如動(dòng)量輪、控制力矩陀螺和推力器。分析執(zhí)行機(jī)構(gòu)的工作原理、性能特點(diǎn)和控制策略，以及如何根據(jù)任務(wù)需求選擇合適的姿態(tài)控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)組合。探討新型姿態(tài)控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)的研究和應(yīng)用。4、（本題5分）全面論述飛機(jī)的自動(dòng)駕駛系統(tǒng)的發(fā)展歷程和現(xiàn)狀，包括早期的自動(dòng)駕駛儀和現(xiàn)代的電傳飛控系統(tǒng)。分析自動(dòng)駕駛系統(tǒng)在提高飛行安全性、減輕飛行員工作負(fù)擔(dān)和實(shí)現(xiàn)精確飛行控制方面的作用，探討自動(dòng)駕駛系統(tǒng)面臨的技術(shù)挑戰(zhàn)和未來的發(fā)展方向，如人工智能在自動(dòng)駕駛中的應(yīng)用。5、（本題5分）深入探討航空發(fā)動(dòng)機(jī)的尾氣排放控制技術(shù)。分析氮氧化物、顆粒物等污染物的生成機(jī)制。研究如何通過燃燒優(yōu)化、尾氣處理等手段降低發(fā)動(dòng)機(jī)的尾氣排放，滿足環(huán)保要求。四、案例分析題（本大題共4個(gè)小題，共40分)1、（本題10分）在一次航天飛機(jī)的返回任務(wù)中，熱防護(hù)瓦出現(xiàn)脫落，對(duì)航天飛機(jī)的結(jié)構(gòu)造成一定威脅。請(qǐng)分析熱防護(hù)瓦脫落的原因，如安裝問題、材料老化、飛行過程中的熱應(yīng)力等，并研究如何防止熱防護(hù)瓦脫落的再次發(fā)生。2、（本題10分）一家航天企業(yè)在測(cè)試衛(wèi)星的姿態(tài)敏感器時(shí)，發(fā)現(xiàn)敏感器的測(cè)量精度不夠準(zhǔn)確。分析影響敏感器測(cè)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(shù)方案。