江蘇醫(yī)藥職業(yè)學院《飛行器自動控制原理》2023-2024學年第一學期期末試卷

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頁江蘇醫(yī)藥職業(yè)學院

《飛行器自動控制原理》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20個小題，每小題1分，共20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、飛機的噪聲控制是航空領域的一個重要研究課題。噪聲主要來源于發(fā)動機、機翼和起落架等部件。為了降低飛機的噪聲，可以采用：（）A.優(yōu)化發(fā)動機的設計B.安裝消聲器C.改進機翼的形狀D.以上方法綜合運用2、航空航天材料需要具備高強度、高韌性、耐高溫、耐腐蝕等性能。以下關于高溫合金在航空航天領域的應用，哪一項是不準確的？（）A.高溫合金常用于制造航空發(fā)動機的渦輪葉片和燃燒室等部件，能夠在高溫下保持良好的力學性能B.鎳基高溫合金是應用最廣泛的高溫合金之一，具有優(yōu)異的抗氧化和抗熱腐蝕性能C.高溫合金的性能主要取決于其化學成分和微觀組織結構，與加工工藝無關D.隨著技術的發(fā)展，新型高溫合金不斷涌現，為航空航天領域的發(fā)展提供了有力支持3、在航天器的軌道設計中，需要考慮多種因素，如地球引力、大氣阻力、太陽輻射壓力等。對于近地軌道航天器，大氣阻力會逐漸降低其軌道高度。假設一顆近地軌道衛(wèi)星的軌道高度在逐漸下降。以下關于可能原因的分析中，錯誤的是：可能是衛(wèi)星的形狀不規(guī)則，增加了大氣阻力的作用。也可能是太陽活動高峰期，大氣密度增加，導致阻力增大。此外，衛(wèi)星的初始軌道參數設置不合理，使其更容易受到大氣阻力的影響。那么，以下哪種情況最不可能導致軌道高度下降？（）A.衛(wèi)星表面的太陽能電池板損壞B.衛(wèi)星的質量減輕C.地球磁場的變化D.衛(wèi)星的姿態(tài)控制出現問題4、飛機的飛行控制系統(tǒng)包括自動駕駛儀和人工操縱系統(tǒng)。以下關于飛行控制系統(tǒng)的描述，哪一項是不正確的？（）A.自動駕駛儀可以按照預設的航線和飛行參數自動控制飛機的飛行B.人工操縱系統(tǒng)通過飛行員操縱駕駛桿和腳蹬來控制飛機的姿態(tài)和運動C.飛行控制系統(tǒng)可以在緊急情況下自動接管飛機的控制，保障飛行安全D.飛行控制系統(tǒng)一旦出現故障，飛機就會立即失去控制，無法飛行5、在航天器的返回過程中，需要經歷高溫、高壓等惡劣環(huán)境。以下關于航天器返回技術的描述，哪一項是不正確的？（）A.航天器返回時需要通過大氣層，與空氣摩擦產生高溫，需要采用隔熱材料進行防護B.可以通過調整航天器的姿態(tài)和飛行軌跡來控制返回過程中的過載和熱流分布C.航天器返回后可以在任意地點著陸，不需要特定的著陸場D.航天器返回技術的發(fā)展對于載人航天和空間探索具有重要意義6、航天器的軌道機動需要精確的控制和計算。以下關于軌道機動的描述，不正確的是：（）A.軌道機動可以通過發(fā)動機推力的變化來實現B.霍曼轉移是一種常見的軌道機動方式，具有較高的效率C.軌道機動過程中不需要考慮航天器的姿態(tài)控制D.精確的軌道預測和測量是軌道機動成功的關鍵7、關于飛機的氣動布局，以下對于常規(guī)布局和鴨式布局的優(yōu)缺點，不正確的是（）A.常規(guī)布局的飛機穩(wěn)定性較好，操縱性相對簡單，技術成熟B.鴨式布局的飛機在大迎角時具有更好的機動性和升力特性C.常規(guī)布局的飛機在高速飛行時阻力較小，而鴨式布局的飛機在低速飛行時性能更優(yōu)D.鴨式布局的飛機在所有飛行條件下都比常規(guī)布局的飛機具有更好的性能，因此逐漸取代了常規(guī)布局8、在飛行器的飛行性能評估中，需要考慮多個參數。假設正在比較兩款不同型號的客機。以下關于飛行性能評估指標和意義的描述，哪一個是恰當的？（）A.最大起飛重量越大，飛機的經濟性越好B.巡航速度越高，乘客的舒適度越高C.航程越遠，飛機的運營靈活性越大D.爬升率對客機的性能評估沒有實際意義9、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)現和修復疲勞裂紋，提高飛機結構的安全性和使用壽命10、航天器的熱控系統(tǒng)用于維持航天器內部設備在適宜的溫度范圍內工作。熱控方式包括被動熱控和主動熱控。假設某航天器在運行過程中內部溫度過高。以下關于可能原因的分析中，錯誤的是：可能是被動熱控措施，如隔熱材料的性能下降。主動熱控系統(tǒng)，如散熱器故障，無法有效散熱。航天器外部的熱環(huán)境發(fā)生劇烈變化，超出了熱控系統(tǒng)的調節(jié)能力。那么，以下哪種情況最不可能導致內部溫度過高？（）A.航天器的姿態(tài)調整頻繁B.航天器的電子設備功耗增加C.航天器的外殼涂層脫落D.航天器的太陽能電池板輸出功率降低11、在航空材料的選擇中，關于鋁合金和鈦合金的性能特點和應用范圍，以下說法不正確的是（）A.鋁合金具有密度小、強度高、耐腐蝕等優(yōu)點，廣泛應用于飛機的機身和機翼結構B.鈦合金比鋁合金強度更高、耐高溫性能更好，但價格昂貴，主要用于發(fā)動機部件和高溫部位C.鋁合金在高溫環(huán)境下的性能優(yōu)于鈦合金，因此在發(fā)動機高溫部件中更多地使用鋁合金D.隨著技術的發(fā)展，新型鋁合金和鈦合金不斷出現，為航空航天領域提供了更多的材料選擇12、航天器在太空中運行時，面臨著復雜的空間環(huán)境。例如，太陽風會帶來高能粒子，可能對航天器的電子設備和材料造成損害。此外，微流星體和空間碎片也可能撞擊航天器。為了保護航天器免受這些威脅，通常會采取多種防護措施。以下哪種材料不適合用于航天器的防護層？（）A.鈦合金B(yǎng).凱夫拉纖維C.陶瓷D.鋁合金13、衛(wèi)星導航系統(tǒng)由多顆衛(wèi)星組成星座，為用戶提供定位、導航和授時服務。全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)有GPS、北斗等。那么，衛(wèi)星導航系統(tǒng)的定位精度主要取決于？（）A.衛(wèi)星的數量B.衛(wèi)星的軌道高度C.地面接收設備的性能D.以上都是14、航空航天工程中，飛行試驗是驗證飛行器性能和安全性的重要手段。飛行試驗通常包括地面試驗和空中試驗兩個階段。在地面試驗中，可以對飛行器的結構強度、動力系統(tǒng)等進行測試；在空中試驗中，可以評估飛行器的飛行性能、操縱性和穩(wěn)定性等。飛行試驗的風險較高，需要進行精心的策劃和準備。以下哪項不是飛行試驗前必須完成的工作？（）A.制定詳細的試驗計劃B.對飛行器進行全面的檢查和維護C.對試驗數據進行模擬分析D.對飛行員進行心理評估15、在航天器的軌道交會對接過程中，需要精確的測量和控制技術。以下關于軌道交會對接的描述，哪一項是不正確的？（）A.軌道交會對接需要兩個航天器在同一軌道上逐漸靠近并完成連接B.可以通過雷達、光學傳感器等設備來測量兩個航天器之間的相對位置和速度C.軌道交會對接過程中不需要考慮航天器的姿態(tài)調整，只關注位置和速度的控制D.成功的軌道交會對接對于空間站的建設和太空任務的實施具有重要意義16、在火箭發(fā)射過程中，氣象條件對發(fā)射安全和成功率有重要影響。假設在火箭發(fā)射前遇到惡劣天氣。以下關于氣象因素和應對措施的描述，哪一個是恰當的？（）A.強風對火箭發(fā)射沒有影響，不需要采取任何措施B.雷電天氣會對火箭造成嚴重威脅，應立即取消發(fā)射C.低云量不會影響火箭的可見性，發(fā)射可以照常進行D.氣象條件對火箭發(fā)射的影響可以通過技術手段完全消除17、在飛機的設計中，機翼的形狀和結構對飛行性能有著至關重要的影響?，F代客機的機翼通常采用大展弦比、后掠翼的設計，以提高飛行效率和穩(wěn)定性。假設現在要設計一款新型支線客機的機翼，需要考慮空氣動力學、結構強度、燃油效率等多個因素。以下哪種機翼設計參數的選擇對于提高飛機的升阻比最為關鍵？（）A.增加機翼的后掠角B.增大機翼的展弦比C.加厚機翼的翼型D.增加機翼的前緣襟翼面積18、飛行器的導航系統(tǒng)是確保其準確飛行的關鍵。全球定位系統(tǒng)（GPS）是一種常用的導航手段，但在某些情況下可能會受到干擾或無法使用。例如，在軍事行動中，為了防止敵方干擾，可能需要使用自主導航系統(tǒng)。慣性導航系統(tǒng)是一種不依賴外部信號的自主導航系統(tǒng)，其基本原理是通過測量飛行器的加速度和角速度來計算位置和速度。慣性導航系統(tǒng)的誤差會隨著時間積累，為了減小誤差，通常會采用：（）A.提高傳感器精度B.增加校準次數C.與其他導航系統(tǒng)組合使用D.降低飛行器的飛行速度19、在飛行器的結構設計中，需要考慮強度、剛度和穩(wěn)定性等要求。以下關于飛行器結構的疲勞問題，哪一項是錯誤的？（）A.飛行器在反復的起降和飛行過程中，結構會受到交變載荷的作用，容易產生疲勞裂紋B.疲勞裂紋的擴展會逐漸降低結構的強度，最終可能導致結構失效C.通過合理的結構設計、材料選擇和制造工藝，可以有效地提高飛行器結構的抗疲勞性能D.只要飛行器的結構材料強度足夠高，就不會出現疲勞問題20、在航空航天工程中，復合材料的應用越來越廣泛。假設正在設計一款使用復合材料的飛行器部件。以下關于復合材料性能和應用的描述，哪一項是準確的？（）A.復合材料的強度和剛度低于傳統(tǒng)金屬材料，不適合用于關鍵部件B.復合材料的耐腐蝕性差，需要特殊的防護處理C.可以根據需要定制復合材料的性能，實現結構的優(yōu)化設計D.復合材料的制造工藝簡單，成本低于傳統(tǒng)材料二、簡答題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）論述航天器的姿態(tài)動力學建模，包括剛體姿態(tài)動力學和撓性體姿態(tài)動力學模型，分析模型的復雜性和簡化方法，以及在姿態(tài)控制設計中的應用。2、（本題5分）深入探討空氣動力學中翼型優(yōu)化設計的方法和目標，考慮升阻比、失速特性、噪聲等因素，解釋如何通過數值模擬和實驗研究來確定最優(yōu)翼型，并舉例說明其在飛行器設計中的應用。3、（本題5分）詳細說明航空發(fā)動機的尾氣再循環(huán)技術的原理和應用前景，討論其對發(fā)動機性能和環(huán)保的影響。4、（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。5、（本題5分）詳細說明飛行器隱身技術的原理和實現方法，包括外形設計、吸波材料和等離子體隱身等。探討隱身技術對飛行器性能和作戰(zhàn)效能的影響，以及在實際應用中面臨的限制和應對策略。三、案例分析題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）某型戰(zhàn)斗機在進行武器發(fā)射試驗時，武器系統(tǒng)出現故障，導彈未能正常發(fā)射。請分析武器系統(tǒng)故障的可能原因，如電氣連接故障、發(fā)射控制程序錯誤等，評估對戰(zhàn)斗機作戰(zhàn)能力的影響，并提出改進武器系統(tǒng)的建議。2、（本題5分）在一次衛(wèi)星發(fā)射任務中，火箭整流罩未能按計劃分離，影響了衛(wèi)星的入軌精度。請分析整流罩分離故障的原因，如分離機構故障、氣動干擾等，并研究如何確保整流罩在未來發(fā)射任務中的可靠分離。3、（本題5分）某衛(wèi)星的遙感相機在拍攝地球圖像時，圖像分辨率達不到設計要求。分析影響圖像分辨率的原因，可能是相機鏡頭質量、傳感器精度或軌道高度等，并研究如何改進遙感相機的性能以獲取更高質量的圖像。4、（本題5分）在一次無人機自主飛行試驗中，無人機未能按照預設航線飛行，偏離了目標區(qū)域。請分析導致無人機航線偏離的可能原因，如導航系統(tǒng)誤差、風場影響、飛控算法缺陷等，并提出提高無人機自主飛行精度的解決方案。5、（本題5分）某型無人機在執(zhí)行海上巡邏任務時，受到海風和海浪的影響，飛行姿態(tài)不穩(wěn)定。分析海風和海浪對無人機飛行的影響機制，對巡邏任務的影響，以及如何改進無人機的設計和控制算法以提高其在海上環(huán)境中的適應性。四、論述題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10分）詳細論述航空航天領域的增材制造技術（3D打?。┑膽煤蛢?yōu)勢，如在復雜零部件制造、輕量化結構設計方面。探討增材制造材料的性能和工藝參數對產品質量的影響，分析增材制造技術在縮短生產周期、降低成本和實現個性化制造方面的潛力