信陽涉外職業(yè)技術(shù)學(xué)院《飛機(jī)結(jié)構(gòu)與系統(tǒng)》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

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《飛機(jī)結(jié)構(gòu)與系統(tǒng)》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷題號一二三四總分得分一、單選題（本大題共25個小題，每小題1分，共25分．在每小題給出的四個選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的．）1、航空航天工程中的可靠性設(shè)計(jì)對于確保飛行器和航天器的安全運(yùn)行至關(guān)重要。假設(shè)一個關(guān)鍵的航空航天部件需要極高的可靠性。以下關(guān)于可靠性設(shè)計(jì)方法和策略的描述，哪一項(xiàng)是有效的？（）A.不進(jìn)行故障模式和影響分析，依靠經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)B.采用冗余設(shè)計(jì)和容錯技術(shù)，提高系統(tǒng)的可靠性C.只關(guān)注部件的性能，不考慮其可靠性和可維護(hù)性D.可靠性設(shè)計(jì)對成本和重量的影響可以忽略不計(jì)2、關(guān)于航天器的發(fā)射過程，以下對于運(yùn)載火箭的級數(shù)和分離方式的描述，錯誤的是（）A.運(yùn)載火箭通常采用多級設(shè)計(jì)，通過逐級分離來提高最終的速度和軌道高度B.級間分離可以采用熱分離和冷分離兩種方式，熱分離速度快，但對結(jié)構(gòu)和控制系統(tǒng)要求高C.運(yùn)載火箭的級數(shù)越多，發(fā)射效率越高，因此在設(shè)計(jì)時應(yīng)盡量增加級數(shù)D.合理選擇運(yùn)載火箭的級數(shù)和分離方式需要綜合考慮任務(wù)需求、技術(shù)難度和成本等因素3、在衛(wèi)星的軌道維持和調(diào)整中，需要消耗一定的燃料和能量。假設(shè)一顆衛(wèi)星的軌道出現(xiàn)偏差。以下關(guān)于軌道維持策略和能源消耗的描述，哪一個是恰當(dāng)?shù)?？（）A.頻繁進(jìn)行小幅度的軌道調(diào)整可以節(jié)省燃料，提高衛(wèi)星壽命B.軌道維持所需的燃料消耗與衛(wèi)星的質(zhì)量無關(guān)，只與軌道高度有關(guān)C.可以通過利用太陽能來補(bǔ)充軌道維持所需的能源，完全替代燃料D.合理規(guī)劃軌道維持操作可以在保證衛(wèi)星性能的前提下降低能源消耗4、在航空航天領(lǐng)域，飛行器的動力系統(tǒng)至關(guān)重要。以下關(guān)于噴氣式發(fā)動機(jī)的工作原理，哪一項(xiàng)描述是不準(zhǔn)確的？（）A.通過燃燒燃料產(chǎn)生高溫高壓氣體，向后噴出產(chǎn)生推力B.進(jìn)氣道將空氣引入發(fā)動機(jī)，經(jīng)過壓氣機(jī)壓縮后進(jìn)入燃燒室C.渦輪機(jī)從燃燒后的氣體中提取能量，驅(qū)動壓氣機(jī)和其他部件D.噴氣式發(fā)動機(jī)的推力大小只取決于燃料的燃燒效率，與進(jìn)氣量無關(guān)5、飛行器在大氣層中飛行時，會與空氣產(chǎn)生摩擦，導(dǎo)致表面溫度升高。為了保護(hù)飛行器的結(jié)構(gòu)和設(shè)備，需要采用有效的熱防護(hù)措施。熱防護(hù)系統(tǒng)可以分為被動熱防護(hù)和主動熱防護(hù)。被動熱防護(hù)的主要方式是：（）A.利用冷卻劑進(jìn)行降溫B.采用耐高溫材料C.安裝散熱風(fēng)扇D.發(fā)射激光進(jìn)行降溫6、在飛機(jī)的飛行控制系統(tǒng)中，關(guān)于電傳操縱系統(tǒng)和機(jī)械操縱系統(tǒng)的比較，以下說法正確的是：（）A.電傳操縱系統(tǒng)響應(yīng)速度慢，可靠性低，但重量輕；機(jī)械操縱系統(tǒng)則響應(yīng)速度快，可靠性高，重量較大B.電傳操縱系統(tǒng)通過電信號傳遞指令，具有響應(yīng)速度快、精度高、重量輕和可靠性高的優(yōu)點(diǎn)；機(jī)械操縱系統(tǒng)依靠機(jī)械連桿傳遞指令，存在重量大、響應(yīng)慢和維護(hù)復(fù)雜的問題C.電傳操縱系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，維護(hù)成本高，只適用于小型飛機(jī)；機(jī)械操縱系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，成本低，適用于各種類型的飛機(jī)D.電傳操縱系統(tǒng)和機(jī)械操縱系統(tǒng)在性能和特點(diǎn)上沒有明顯差異，可以隨意選擇使用7、飛行器在高空飛行時，會面臨低溫、低壓、低氧等極端環(huán)境條件。為了保證飛行員和乘客的生命安全，需要有完善的生命支持系統(tǒng)。假設(shè)一架飛機(jī)在高空飛行時，艙內(nèi)壓力突然下降。以下哪個系統(tǒng)會首先啟動以保障人員安全？（）A.氧氣供應(yīng)系統(tǒng)B.壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)C.空調(diào)系統(tǒng)D.緊急呼叫系統(tǒng)8、飛行器的飛行控制系統(tǒng)中的自動駕駛功能可以減輕飛行員的工作負(fù)擔(dān)，并提高飛行的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。假設(shè)一架飛機(jī)的自動駕駛系統(tǒng)在某些情況下無法正常工作。以下關(guān)于可能原因的分析中，錯誤的是：可能是傳感器的數(shù)據(jù)采集出現(xiàn)故障，導(dǎo)致自動駕駛系統(tǒng)無法獲取準(zhǔn)確的飛行信息。自動駕駛系統(tǒng)的軟件存在漏洞，導(dǎo)致控制邏輯錯誤。飛機(jī)的氣動特性發(fā)生變化，超出了自動駕駛系統(tǒng)的適應(yīng)范圍。那么，以下哪種情況最不可能導(dǎo)致自動駕駛失效？（）A.飛機(jī)遭遇強(qiáng)氣流B.自動駕駛系統(tǒng)的硬件老化C.飛行員誤操作了相關(guān)按鈕D.飛機(jī)的通信頻率被占用9、航空航天材料的疲勞性能對于飛行器的使用壽命和安全性有著重要影響。疲勞是指材料在循環(huán)載荷作用下發(fā)生的破壞現(xiàn)象。為了提高材料的疲勞性能，可以采用：（）A.優(yōu)化材料的化學(xué)成分B.進(jìn)行表面處理C.改進(jìn)加工工藝D.以上方法綜合使用10、在航空航天工程中，可靠性和安全性是至關(guān)重要的。以下關(guān)于可靠性和安全性設(shè)計(jì)的原則，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.采用冗余設(shè)計(jì)可以提高系統(tǒng)的可靠性，即在關(guān)鍵部位設(shè)置備份組件B.故障樹分析是一種常用的可靠性和安全性分析方法，可以找出潛在的故障模式和原因C.可靠性和安全性設(shè)計(jì)只需要在產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段考慮，生產(chǎn)和運(yùn)營階段不需要關(guān)注D.持續(xù)的監(jiān)測和評估可以及時發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)中的潛在問題，采取措施進(jìn)行改進(jìn)11、在飛行器的飛行控制系統(tǒng)中，自動駕駛儀的功能日益強(qiáng)大。以下關(guān)于自動駕駛儀的作用，不正確的是：（）A.減輕飛行員的工作負(fù)擔(dān)B.提高飛行的精度和穩(wěn)定性C.能夠完全替代飛行員進(jìn)行復(fù)雜的飛行操作D.在緊急情況下可以自動采取避險(xiǎn)措施12、衛(wèi)星的通信頻段有多種選擇，不同頻段具有不同的特點(diǎn)和應(yīng)用場景。Ku頻段和Ka頻段常用于衛(wèi)星通信，Ku頻段的特點(diǎn)是：（）A.頻率較低，雨衰較小B.頻率較低，雨衰較大C.頻率較高，雨衰較小D.頻率較高，雨衰較大13、航空發(fā)動機(jī)是飛行器的核心部件之一，其性能直接影響飛行器的飛行能力。假設(shè)在研發(fā)一款新型航空發(fā)動機(jī)，需要提高其燃油效率和推力。以下關(guān)于航空發(fā)動機(jī)的工作原理和優(yōu)化策略的描述，哪一項(xiàng)是最有效的？（）A.增加發(fā)動機(jī)的壓氣機(jī)級數(shù)，必然能提高燃油效率和推力B.單純提高燃燒室溫度，無需考慮材料的耐熱性能C.優(yōu)化渦輪葉片的形狀和材料，以提高能量轉(zhuǎn)換效率D.減少發(fā)動機(jī)的零部件數(shù)量，就能降低重量和提高性能14、對于航空電子設(shè)備，以下關(guān)于飛行管理系統(tǒng)和自動駕駛系統(tǒng)的功能和作用，錯誤的是（）A.飛行管理系統(tǒng)可以規(guī)劃飛行航線、計(jì)算燃油消耗、監(jiān)控飛機(jī)性能等，提高飛行的經(jīng)濟(jì)性和安全性B.自動駕駛系統(tǒng)能夠按照預(yù)設(shè)的程序控制飛機(jī)的飛行姿態(tài)、速度和高度，減輕飛行員的工作強(qiáng)度C.飛行管理系統(tǒng)和自動駕駛系統(tǒng)是相互獨(dú)立的，沒有任何關(guān)聯(lián)和交互D.隨著技術(shù)的發(fā)展，飛行管理系統(tǒng)和自動駕駛系統(tǒng)的智能化程度不斷提高，能夠更好地適應(yīng)復(fù)雜的飛行環(huán)境15、在飛行器的飛行控制系統(tǒng)中，以下哪種控制律適用于應(yīng)對大迎角飛行時的非線性氣動力？（）A.比例控制律B.積分控制律C.微分控制律D.自適應(yīng)控制律16、航天器的姿態(tài)控制通常采用動量輪、噴氣推進(jìn)器等裝置。姿態(tài)控制系統(tǒng)要能夠精確地調(diào)整航天器的姿態(tài)，以滿足任務(wù)需求。假設(shè)一個航天器在姿態(tài)調(diào)整過程中出現(xiàn)了較大的誤差。以下關(guān)于可能原因的分析中，錯誤的是：可能是動量輪的轉(zhuǎn)速控制不準(zhǔn)確，無法產(chǎn)生預(yù)期的力矩。噴氣推進(jìn)器的推力大小或方向存在偏差。傳感器提供的姿態(tài)信息有誤，導(dǎo)致控制系統(tǒng)做出錯誤的決策。那么，以下哪種情況最不可能導(dǎo)致姿態(tài)控制誤差較大？（）A.航天器受到微小隕石撞擊B.姿態(tài)控制系統(tǒng)的電源電壓波動C.航天器內(nèi)部設(shè)備的布局改變D.宇宙射線對電子元件的干擾17、關(guān)于飛機(jī)的氣動布局，以下對于常規(guī)布局和鴨式布局的優(yōu)缺點(diǎn)，不正確的是（）A.常規(guī)布局的飛機(jī)穩(wěn)定性較好，操縱性相對簡單，技術(shù)成熟B.鴨式布局的飛機(jī)在大迎角時具有更好的機(jī)動性和升力特性C.常規(guī)布局的飛機(jī)在高速飛行時阻力較小，而鴨式布局的飛機(jī)在低速飛行時性能更優(yōu)D.鴨式布局的飛機(jī)在所有飛行條件下都比常規(guī)布局的飛機(jī)具有更好的性能，因此逐漸取代了常規(guī)布局18、飛行器的飛行數(shù)據(jù)記錄對于事故分析和飛行改進(jìn)具有重要意義。以下關(guān)于飛行數(shù)據(jù)記錄器的描述，不正確的是：（）A.飛行數(shù)據(jù)記錄器可以記錄多種飛行參數(shù)和駕駛艙聲音B.飛行數(shù)據(jù)記錄器能夠在事故后保持完好，提供重要線索C.飛行數(shù)據(jù)記錄器的數(shù)據(jù)可以實(shí)時傳輸?shù)降孛姹O(jiān)控中心D.飛行數(shù)據(jù)記錄器的存儲容量是無限的，能夠記錄所有飛行數(shù)據(jù)19、有關(guān)火箭的發(fā)射軌道設(shè)計(jì)，以下對于低地球軌道發(fā)射和地球同步轉(zhuǎn)移軌道發(fā)射的特點(diǎn)及適用任務(wù)，正確的是：（）A.低地球軌道發(fā)射所需能量較少，適用于近地觀測、科學(xué)實(shí)驗(yàn)等任務(wù)；地球同步轉(zhuǎn)移軌道發(fā)射需要更高的能量，主要用于通信衛(wèi)星等需要保持固定位置的航天器發(fā)射B.地球同步轉(zhuǎn)移軌道發(fā)射操作簡單，風(fēng)險(xiǎn)低；低地球軌道發(fā)射則復(fù)雜且風(fēng)險(xiǎn)高C.低地球軌道發(fā)射和地球同步轉(zhuǎn)移軌道發(fā)射在技術(shù)難度和成本上沒有明顯區(qū)別，選擇主要取決于任務(wù)需求D.火箭發(fā)射軌道的選擇對任務(wù)影響不大，可以根據(jù)發(fā)射場的條件隨意決定20、在衛(wèi)星的姿態(tài)控制中，需要使用各種執(zhí)行機(jī)構(gòu)來調(diào)整衛(wèi)星的姿態(tài)。假設(shè)一顆通信衛(wèi)星由于受到外界干擾，姿態(tài)發(fā)生了偏差。為了快速準(zhǔn)確地將衛(wèi)星姿態(tài)調(diào)整回正常狀態(tài)，以下哪種執(zhí)行機(jī)構(gòu)最適合使用？（）A.動量輪B.反作用輪C.磁力矩器D.推進(jìn)器21、航空航天領(lǐng)域的材料疲勞問題是影響飛行器結(jié)構(gòu)壽命的重要因素。材料在循環(huán)載荷作用下會逐漸產(chǎn)生裂紋并擴(kuò)展，最終導(dǎo)致結(jié)構(gòu)失效。那么，以下哪種方法可以有效檢測材料的疲勞裂紋？（）A.超聲波檢測B.射線檢測C.磁粉檢測D.以上都可以22、飛機(jī)的飛行控制系統(tǒng)中的傳感器會受到外界干擾和噪聲的影響，從而影響控制精度。為了提高傳感器的可靠性和抗干擾能力，通常會采用濾波和信號處理技術(shù)。假設(shè)某型飛機(jī)的高度傳感器受到噪聲干擾，導(dǎo)致高度數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確。以下哪種濾波方法最有可能有效去除噪聲？（）A.低通濾波B.高通濾波C.帶通濾波D.數(shù)字濾波23、在航空航天領(lǐng)域，飛行試驗(yàn)是驗(yàn)證飛行器性能的重要手段。關(guān)于飛行試驗(yàn)的目的，以下說法不正確的是：（）A.檢驗(yàn)飛行器的設(shè)計(jì)是否滿足要求B.發(fā)現(xiàn)潛在的問題和缺陷，進(jìn)行改進(jìn)C.評估飛行器在不同環(huán)境條件下的性能D.飛行試驗(yàn)只是為了獲取數(shù)據(jù)，對飛行器的改進(jìn)沒有實(shí)際作用24、飛行器的空氣動力學(xué)性能優(yōu)化是提高飛行效率和性能的重要手段。通過改進(jìn)飛行器的外形、表面粗糙度等可以降低阻力，提高升阻比。那么，以下哪種外形改進(jìn)措施對降低阻力效果最顯著？（）A.采用流線型外形B.增加機(jī)翼后掠角C.減小飛行器的迎風(fēng)面積D.以上都很顯著25、飛行器的機(jī)翼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需要考慮升力分布、彎矩和扭矩等因素。如果機(jī)翼結(jié)構(gòu)不合理，可能會影響飛行性能和安全性。假設(shè)一款新設(shè)計(jì)的飛機(jī)機(jī)翼在飛行中出現(xiàn)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度問題。以下關(guān)于可能原因的分析中，錯誤的是：可能是機(jī)翼的材料選擇不當(dāng)，無法承受預(yù)期的載荷。機(jī)翼的內(nèi)部加強(qiáng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不足，導(dǎo)致局部應(yīng)力過大。機(jī)翼的外形設(shè)計(jì)導(dǎo)致升力分布不均勻，產(chǎn)生額外的彎矩和扭矩。那么，以下哪種情況最不可能導(dǎo)致機(jī)翼結(jié)構(gòu)強(qiáng)度問題？（）A.飛機(jī)的飛行高度超過設(shè)計(jì)值B.機(jī)翼表面的油漆脫落C.飛機(jī)進(jìn)行了劇烈的機(jī)動動作D.機(jī)翼制造過程中的工藝缺陷二、簡答題（本大題共4個小題，共20分)1、（本題5分）深入探討航空航天中的可靠性增長管理，解釋可靠性增長的概念和實(shí)現(xiàn)途徑，分析可靠性增長試驗(yàn)的規(guī)劃和數(shù)據(jù)評估方法，以提高產(chǎn)品的可靠性水平。2、（本題5分）深入探討航天器的熱控制技術(shù)，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(yīng)用。分析在不同軌道環(huán)境和任務(wù)需求下，如何選擇和優(yōu)化熱控制方案。3、（本題5分）論述航空航天領(lǐng)域中的飛行控制律設(shè)計(jì)方法，解釋如何根據(jù)飛行器的動態(tài)特性和任務(wù)要求確定控制參數(shù)。分析控制律在應(yīng)對外界干擾和系統(tǒng)故障時的魯棒性。4、（本題5分）詳細(xì)解釋氣動彈性問題對飛行器的影響和解決途徑，包括結(jié)構(gòu)振動、操縱性能變化和穩(wěn)定性問題等。探討在設(shè)計(jì)階段如何進(jìn)行氣動彈性分析和試驗(yàn)，以及如何采用主動控制和結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法來減輕其影響。三、案例分析題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）在一次火箭發(fā)動機(jī)高空模擬試驗(yàn)中，發(fā)動機(jī)推力出現(xiàn)不穩(wěn)定現(xiàn)象。探討發(fā)動機(jī)推力不穩(wěn)定的可能原因，對火箭性能的影響，以及如何通過改進(jìn)設(shè)計(jì)和試驗(yàn)方法來提高發(fā)動機(jī)在高空環(huán)境下的推力穩(wěn)定性。2、（本題5分）一家航空公司的客機(jī)在長途飛行中，客艙內(nèi)的壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)出現(xiàn)故障，導(dǎo)致部分乘客出現(xiàn)身體不適。請研究可能導(dǎo)致壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)故障的因素，如機(jī)械故障、傳感器失效等，評估這一故障對乘客健康和飛行安全的潛在威脅，并提出相應(yīng)的維修和改進(jìn)方案。3、（本題5分）在一次客機(jī)緊急降落過程中，剎車系統(tǒng)過熱失效，險(xiǎn)些釀成事故。探討剎車系統(tǒng)過熱失效的可能原因，對緊急降落的影響，以及如何改進(jìn)剎車系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和散熱性能以提高其可靠性。4、（本題5分）某航天探測器在火星著陸后，其車輪出現(xiàn)嚴(yán)重磨損，影響了探測器的移動能力。分析車輪磨損的原因，可能是火星表面地質(zhì)條件復(fù)雜、車輪材料強(qiáng)度不足或行駛策略不當(dāng)?shù)龋⒀芯咳绾胃倪M(jìn)車輪設(shè)計(jì)和優(yōu)化行駛方案。5、（本題5分）一顆衛(wèi)星在太空運(yùn)行時，其電源系統(tǒng)出現(xiàn)故障，導(dǎo)致衛(wèi)星供電不足。通過分析，發(fā)現(xiàn)是太陽能電池板的輸出功率下降和蓄電池老化。請研究電源系統(tǒng)故障對衛(wèi)星工作的影響，分析造成故障的原因，并提出衛(wèi)星電源系統(tǒng)的備份和維護(hù)方案。四、論述題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10分）深入探討航空航天中的數(shù)值模擬方法（如CFD、FEA等）在飛行器設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，包括模型建立、算法