長安大學(xué)《航天器自主導(dǎo)航原理》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

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2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷院(系)_______班級_______學(xué)號_______姓名_______題號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2分，共30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、在航空航天工程中，空氣動(dòng)力學(xué)是一門重要的學(xué)科。關(guān)于空氣動(dòng)力學(xué)中的阻力，以下描述不正確的是：（）A.摩擦阻力是由于空氣與飛行器表面的摩擦產(chǎn)生的B.壓差阻力主要與飛行器的外形和氣流分離有關(guān)C.誘導(dǎo)阻力是由于機(jī)翼產(chǎn)生升力而導(dǎo)致的一種阻力D.減小飛行器的迎風(fēng)面積可以降低所有類型的阻力2、航天器的對接技術(shù)對于空間站建設(shè)和太空任務(wù)至關(guān)重要。假設(shè)兩個(gè)航天器在太空中進(jìn)行對接操作，需要精確的位置和姿態(tài)控制。以下哪種傳感器和控制系統(tǒng)最適合用于對接過程？（）A.激光測距傳感器和姿態(tài)噴氣控制系統(tǒng)B.微波雷達(dá)和電動(dòng)伺服控制系統(tǒng)C.光學(xué)相機(jī)和機(jī)械臂控制系統(tǒng)D.慣性測量單元和推進(jìn)器控制系統(tǒng)3、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4、航空航天中的電子設(shè)備需要具備高可靠性和抗干擾能力。以下關(guān)于電子設(shè)備的防護(hù)措施，不正確的是：（）A.采用屏蔽技術(shù)減少外界電磁干擾B.進(jìn)行電路優(yōu)化設(shè)計(jì)，提高抗干擾性能C.電子設(shè)備不需要考慮溫度和濕度的影響D.安裝濾波裝置，消除電源中的干擾信號5、在航空發(fā)動(dòng)機(jī)的葉片制造中，先進(jìn)的制造技術(shù)不斷發(fā)展。假設(shè)要制造高性能的渦輪葉片。以下關(guān)于葉片制造技術(shù)和材料選擇的描述，哪一項(xiàng)是關(guān)鍵的？（）A.使用傳統(tǒng)的鑄造工藝，材料選擇普通合金鋼B.采用增材制造技術(shù)，選擇耐高溫、高強(qiáng)度的合金材料C.葉片制造技術(shù)對葉片性能影響不大，主要取決于設(shè)計(jì)D.材料的選擇不考慮葉片的工作溫度和應(yīng)力條件6、航天器的通信鏈路需要保證穩(wěn)定的數(shù)據(jù)傳輸。關(guān)于通信鏈路的干擾因素，以下說法不正確的是：（）A.太陽活動(dòng)會(huì)對衛(wèi)星通信產(chǎn)生電磁干擾B.地面的電磁輻射會(huì)影響航天器的通信C.通信鏈路的帶寬越大，抗干擾能力就越強(qiáng)D.大氣層中的電離層會(huì)對通信信號造成折射和衰減7、在飛行器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，需要考慮多種因素。以下關(guān)于飛行器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的描述，正確的是：（）A.結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要保證飛行器在各種載荷條件下具有足夠的強(qiáng)度和剛度B.為了減輕重量，飛行器結(jié)構(gòu)可以采用強(qiáng)度較低但密度很小的材料C.飛行器的結(jié)構(gòu)布局對其空氣動(dòng)力學(xué)性能沒有影響D.復(fù)合材料在飛行器結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用主要是因?yàn)槠涑杀镜?，易于加?、航天器的姿態(tài)控制對于其完成任務(wù)至關(guān)重要。以下關(guān)于航天器姿態(tài)控制的方法，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.可以通過噴氣推進(jìn)器產(chǎn)生的推力來調(diào)整航天器的姿態(tài)B.利用動(dòng)量輪或控制力矩陀螺的角動(dòng)量守恒原理來控制姿態(tài)C.安裝太陽帆板，通過調(diào)整帆板的角度來控制航天器的姿態(tài)D.航天器的姿態(tài)控制不需要考慮外界干擾力矩的影響，因?yàn)樘窄h(huán)境是理想的9、航天器的熱防護(hù)系統(tǒng)用于保護(hù)航天器在高溫環(huán)境下的安全。以下關(guān)于熱防護(hù)系統(tǒng)的描述，不正確的是：（）A.熱防護(hù)系統(tǒng)的材料和結(jié)構(gòu)需要具備良好的隔熱和耐高溫性能B.不同的航天器任務(wù)和飛行環(huán)境需要不同類型的熱防護(hù)系統(tǒng)C.熱防護(hù)系統(tǒng)的重量和成本對航天器的總體性能影響較小D.熱防護(hù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和驗(yàn)證需要進(jìn)行大量的地面試驗(yàn)和仿真分析10、航空發(fā)動(dòng)機(jī)的葉片在高溫、高壓、高速的環(huán)境下工作，對材料和制造工藝要求極高。葉片的設(shè)計(jì)和制造技術(shù)不斷發(fā)展和創(chuàng)新。那么，以下哪種制造工藝常用于航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片的生產(chǎn)？（）A.鑄造B.鍛造C.機(jī)械加工D.3D打印11、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)過程中要對產(chǎn)品的可靠性進(jìn)行監(jiān)測和評估12、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(gè)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(cuò)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)13、衛(wèi)星通信在現(xiàn)代通信中具有重要地位。以下關(guān)于衛(wèi)星通信的特點(diǎn)和應(yīng)用，錯(cuò)誤的是：（）A.衛(wèi)星通信覆蓋范圍廣，可以實(shí)現(xiàn)全球通信B.衛(wèi)星通信不受地理?xiàng)l件限制，能夠在偏遠(yuǎn)地區(qū)提供通信服務(wù)C.衛(wèi)星通信的信號傳輸延遲較大，不適合實(shí)時(shí)性要求高的通信業(yè)務(wù)D.衛(wèi)星通信的容量無限，可以滿足不斷增長的通信需求14、飛行器的起落架系統(tǒng)設(shè)計(jì)需要考慮多種因素。以下關(guān)于起落架的描述，錯(cuò)誤的是：（）A.起落架要能夠承受飛機(jī)在起降時(shí)的巨大沖擊力B.現(xiàn)代飛機(jī)的起落架通常采用可收放式設(shè)計(jì)，以減小飛行阻力C.起落架的剎車系統(tǒng)對于飛機(jī)的短距離著陸至關(guān)重要D.起落架的結(jié)構(gòu)和性能對飛機(jī)的飛行速度和高度沒有影響15、飛行器的飛行性能評估包括多個(gè)方面。以下關(guān)于飛行性能評估指標(biāo)的描述，不正確的是：（）A.最大平飛速度反映了飛行器的高速飛行能力B.航程是指飛行器在不加油的情況下能夠飛行的最大距離C.爬升率表示飛行器上升的快慢，只與發(fā)動(dòng)機(jī)推力有關(guān)D.過載系數(shù)反映了飛行器在機(jī)動(dòng)飛行時(shí)承受載荷的能力二、簡答題（本大題共3個(gè)小題，共15分)1、（本題5分）詳細(xì)闡述航天器的能源存儲(chǔ)技術(shù)，包括蓄電池、超級電容器、飛輪儲(chǔ)能等的特點(diǎn)和應(yīng)用，分析能源存儲(chǔ)技術(shù)在航天器能源系統(tǒng)中的作用和發(fā)展趨勢。2、（本題5分）論述航天器的軌道機(jī)動(dòng)技術(shù)，包括變軌的原理、動(dòng)力需求和控制方法。分析軌道機(jī)動(dòng)在航天任務(wù)中的應(yīng)用和重要性。3、（本題5分）一架客機(jī)在起飛滑跑階段，輪胎突然爆胎。飛行員果斷采取措施，停止起飛。請分析輪胎爆胎的可能原因，評價(jià)飛行員的處置是否正確，并提出加強(qiáng)客機(jī)輪胎維護(hù)和檢測的建議。三、論述題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）深入研究航空發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒監(jiān)測技術(shù)，分析傳感器布置、信號采集和處理方法。探討燃燒狀態(tài)評估指標(biāo)和燃燒不穩(wěn)定的監(jiān)測與預(yù)警，以及如何通過燃燒監(jiān)測優(yōu)化燃燒過程和提高發(fā)動(dòng)機(jī)性能。2、（本題5分）全面論述航天器電源系統(tǒng)的類型和特點(diǎn)，如太陽能電池陣、蓄電池、核電源等。分析不同電源系統(tǒng)在功率輸出、壽命、重量和環(huán)境適應(yīng)性方面的優(yōu)劣，以及電源管理與控制策略在確保航天器能源供應(yīng)穩(wěn)定方面的作用。探討未來航天器電源系統(tǒng)的發(fā)展方向和新技術(shù)應(yīng)用。3、（本題5分）深入論述航空航天材料的高溫性能和熱防護(hù)涂層技術(shù)，包括耐高溫合金、陶瓷基復(fù)合材料在高溫環(huán)境下的力學(xué)性能和氧化行為。探討熱防護(hù)涂層的種類、制備工藝和失效機(jī)制，分析高溫材料和涂層在發(fā)動(dòng)機(jī)熱端部件、航天器再入防護(hù)中的應(yīng)用。4、（本題5分）全面論述飛機(jī)的結(jié)構(gòu)疲勞壽命預(yù)測方法。探討基于材料性能、載荷譜等的疲勞壽命計(jì)算模型。研究如何提高疲勞壽命預(yù)測的準(zhǔn)確性和可靠性。5、（本題5分）深入探討飛機(jī)的飛行控制系統(tǒng)，包括自動(dòng)駕駛儀、飛行指引儀和電傳操縱系統(tǒng)等的工作原理和功能。分析飛行控制系統(tǒng)在提高飛行安全性、舒適性和經(jīng)濟(jì)性方面的作用，以及如何應(yīng)對飛行控制系統(tǒng)可能出現(xiàn)的故障和失效情況。四、案例分析題（本大題共3個(gè)小題，共30分)1、（本題10分）某火箭的整流罩在分離過程中未能完全脫離，影響了火箭的飛行姿態(tài)。研究整流罩分離故障的原因，比如分離機(jī)構(gòu)故障、氣動(dòng)干擾或設(shè)計(jì)缺陷等，并探討如何確保整流罩的可靠分離。2、（本題10分）一顆地球觀測衛(wèi)星在運(yùn)行過程中，其成像設(shè)備出現(xiàn)了