航空航天技術(shù)理論題集

航空航天技術(shù)理論題集姓名_________________________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、填空題1.航空航天技術(shù)的發(fā)展離不開______和______的緊密合作。

答案：民用、軍事

2.現(xiàn)代航天器主要分為______、______和______三類。

答案：無人航天器、載人航天器、空間平臺

3.飛行器的飛行功能主要由______、______、______等指標來衡量。

答案：機動性、載荷、安全性

4.航空航天器在太空中的主要運行方式有______、______和______三種。

答案：軌道運行、變軌、著陸

5.導(dǎo)航系統(tǒng)主要分為______、______和______三種類型。

答案：自主式導(dǎo)航、地面跟蹤導(dǎo)航、星基導(dǎo)航

6.航空航天器發(fā)射過程中，需要進行______、______和______三個階段。

答案：地面準備、運載火箭飛行、衛(wèi)星釋放

7.航空航天器回收主要包括______、______和______三個階段。

答案：入軌捕獲、大氣再入、著陸或回收

8.航天器的推進系統(tǒng)主要有______、______和______三種類型。

答案：化學推進系統(tǒng)、電推進系統(tǒng)、離子推進系統(tǒng)

答案及解題思路：

答案解題思路內(nèi)容：

1.航空航天技術(shù)的發(fā)展離不開民用和軍事的緊密合作。民用與軍事領(lǐng)域的需求與投入是航天技術(shù)發(fā)展的重要推動力，兩者相輔相成。

2.現(xiàn)代航天器根據(jù)其功能和任務(wù)可以分為無人航天器、載人航天器和空間平臺三類。每種類型都有其特定的設(shè)計和運行要求。

3.飛行器的飛行功能通過機動性、載荷和安全性等指標來衡量。機動性決定了飛行器在空中進行機動操作的能力；載荷包括飛行器的有效載荷，如偵察設(shè)備或?qū)嶒炘O(shè)備；安全性保證了飛行器和宇航員的安全。

4.航空航天器在太空中的主要運行方式包括軌道運行、變軌和著陸。軌道運行指航天器圍繞地球或其他天體穩(wěn)定運行的階段；變軌涉及調(diào)整航天器軌道以執(zhí)行不同任務(wù)；著陸是指航天器從軌道進入大氣層并最終安全降落地面。

5.導(dǎo)航系統(tǒng)主要分為自主式導(dǎo)航、地面跟蹤導(dǎo)航和星基導(dǎo)航。自主式導(dǎo)航不依賴于外部信號；地面跟蹤導(dǎo)航依賴地面設(shè)備進行定位；星基導(dǎo)航利用衛(wèi)星信號進行定位。

6.航空航天器發(fā)射過程中包括地面準備、運載火箭飛行和衛(wèi)星釋放三個階段。地面準備涉及發(fā)射前的各項準備工作；運載火箭飛行階段是指火箭攜帶衛(wèi)星飛向預(yù)定軌道；衛(wèi)星釋放是衛(wèi)星成功進入軌道后的步驟。

7.航空航天器回收主要包括入軌捕獲、大氣再入和著陸或回收三個階段。入軌捕獲指衛(wèi)星進入預(yù)定軌道后被捕獲；大氣再入階段衛(wèi)星穿越大氣層；最后進行著陸或回收，將衛(wèi)星或有效載荷返回地面。

8.航天器的推進系統(tǒng)主要有化學推進系統(tǒng)、電推進系統(tǒng)和離子推進系統(tǒng)?；瘜W推進系統(tǒng)利用化學燃料燃燒產(chǎn)生推力；電推進系統(tǒng)利用電能產(chǎn)生推力；離子推進系統(tǒng)通過電場加速離子產(chǎn)生推力，具有高效率的特點。二、選擇題1.以下哪個不是航天器發(fā)射過程中的一個階段？

A.運載火箭發(fā)射

B.衛(wèi)星發(fā)射

C.系統(tǒng)測試

D.環(huán)境適應(yīng)性測試

2.航空航天器的運行方式不包括以下哪種？

A.地面運行

B.近地軌道運行

C.太空行走

D.遠程探測

3.以下哪個不是導(dǎo)航系統(tǒng)的一種類型？

A.GPS

B.GLONASS

C.北斗

D.GLONASS

4.航天器的推進系統(tǒng)不包括以下哪種？

A.化學推進系統(tǒng)

B.電力推進系統(tǒng)

C.熱推進系統(tǒng)

D.人力推進系統(tǒng)

5.航空航天器回收過程中的哪個階段主要負責引導(dǎo)航天器進入回收軌道？

A.準備階段

B.回收階段

C.穩(wěn)定階段

D.落地階段

答案及解題思路：

1.答案：B

解題思路：航天器發(fā)射過程包括運載火箭發(fā)射、衛(wèi)星發(fā)射、系統(tǒng)測試、環(huán)境適應(yīng)性測試等階段。衛(wèi)星發(fā)射是整個發(fā)射過程中的一個環(huán)節(jié)，而不是一個獨立的階段。

2.答案：D

解題思路：航空航天器的運行方式主要包括地面運行、近地軌道運行、太空行走等。遠程探測是航天器執(zhí)行的任務(wù)之一，而不是運行方式。

3.答案：D

解題思路：導(dǎo)航系統(tǒng)主要包括GPS、GLONASS、北斗等。GLONASS是俄羅斯開發(fā)的全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)，與北斗和GPS并列，因此選項D重復(fù)。

4.答案：D

解題思路：航天器的推進系統(tǒng)包括化學推進系統(tǒng)、電力推進系統(tǒng)、熱推進系統(tǒng)等。人力推進系統(tǒng)不是航天器推進系統(tǒng)的一種，因為航天器通常依靠自動控制系統(tǒng)進行推進。

5.答案：A

解題思路：航天器回收過程包括準備階段、回收階段、穩(wěn)定階段、落地階段等。準備階段主要負責對航天器進行各項檢查和準備工作，包括引導(dǎo)航天器進入回收軌道。三、判斷題1.航空航天器發(fā)射過程中，運載火箭的推力越大，航天器的速度就越快。（√）

解題思路：運載火箭的推力是航天器脫離地球引力的關(guān)鍵，推力越大，克服重力的速度越快，因此航天器發(fā)射過程中速度增加越明顯。

2.航天器在軌道上運行時，受到的主要作用力是地球引力。（√）

解題思路：航天器在軌道上運行需要不斷調(diào)整姿態(tài)，而這一過程需要依靠地球引力提供的向心力來維持其運行軌跡。

3.導(dǎo)航系統(tǒng)的作用是確定航天器在太空中的位置。（√）

解題思路：導(dǎo)航系統(tǒng)能夠利用全球定位系統(tǒng)（GPS）等衛(wèi)星定位技術(shù)，對航天器的位置、速度等進行實時跟蹤和監(jiān)測。

4.航天器的回收過程分為三個階段：引導(dǎo)、穩(wěn)定和落地。（×）

解題思路：航天器的回收過程主要包括：捕獲、對接、調(diào)整、降落等環(huán)節(jié)，而非引導(dǎo)、穩(wěn)定和落地三個階段。

5.航空航天器在太空中的能源主要來源于太陽能和核能。（√）

解題思路：由于太空中的環(huán)境惡劣，太陽能和核能是航天器在太空中獲取能源的主要途徑。太陽能電池板將太陽輻射能轉(zhuǎn)化為電能，而核能則通過核反應(yīng)產(chǎn)生熱能，進一步轉(zhuǎn)化為電能。四、簡答題1.簡述航天器發(fā)射過程中需要經(jīng)過的三個階段。

階段一：準備階段

在這個階段，主要包括航天器的制造、測試、發(fā)射場區(qū)建設(shè)和發(fā)射前準備等任務(wù)。這個階段的主要目的是保證航天器在發(fā)射前達到預(yù)定的技術(shù)指標，為后續(xù)發(fā)射做好準備。

階段二：發(fā)射階段

發(fā)射階段是航天器從地面起飛，進入太空的過程。在這個階段，火箭將攜帶航天器升空，經(jīng)過大氣層，達到預(yù)定軌道。發(fā)射階段的主要任務(wù)包括火箭點火、起飛、爬升、進入軌道等。

階段三：飛行階段

飛行階段是指航天器進入預(yù)定軌道后，按照預(yù)定任務(wù)執(zhí)行的過程。在這個階段，航天器將進行科學實驗、技術(shù)測試、任務(wù)執(zhí)行等任務(wù)。飛行階段是整個發(fā)射過程中時間最長、任務(wù)最復(fù)雜、技術(shù)要求最高的階段。

2.簡述導(dǎo)航系統(tǒng)的三種類型及其作用。

地面導(dǎo)航系統(tǒng)

地面導(dǎo)航系統(tǒng)主要用于地面和近地軌道航天器的導(dǎo)航。其作用是通過地面導(dǎo)航站，向航天器發(fā)送導(dǎo)航信號，航天器接收后，通過計算得出自己的位置和速度等信息。

星際導(dǎo)航系統(tǒng)

星際導(dǎo)航系統(tǒng)主要用于深空探測任務(wù)。其作用是通過多個導(dǎo)航衛(wèi)星，向航天器發(fā)送信號，航天器接收后，通過計算得出自己的位置和速度等信息。

自主導(dǎo)航系統(tǒng)

自主導(dǎo)航系統(tǒng)是航天器在地面導(dǎo)航系統(tǒng)無法覆蓋的區(qū)域進行導(dǎo)航的一種方式。其作用是通過航天器自身的傳感器和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，自主計算出航天器的位置和速度等信息。

3.簡述航天器回收的三個階段及其各自的任務(wù)。

階段一：進入大氣層

在這個階段，航天器從太空返回大氣層，開始減速。主要任務(wù)是保證航天器在大氣層內(nèi)的安全飛行，避免發(fā)生燒毀或失控。

階段二：再入飛行

在這個階段，航天器在大氣層內(nèi)繼續(xù)飛行，進行高速下降。主要任務(wù)是保證航天器在再入過程中的穩(wěn)定性和安全性，同時進行姿態(tài)調(diào)整和氣動加熱控制。

階段三：著陸

在這個階段，航天器通過降落傘等設(shè)備，安全降落到地面。主要任務(wù)是保證航天器著陸時的穩(wěn)定性和安全性，保證回收任務(wù)順利完成。

4.簡述航天器推進系統(tǒng)的三種類型及其特點。

固體火箭推進系統(tǒng)

固體火箭推進系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡單、重量輕、易于儲存和運輸?shù)忍攸c。但其推進力有限，適用于發(fā)射小型航天器。

液體火箭推進系統(tǒng)

液體火箭推進系統(tǒng)具有推進力大、燃燒效率高、可調(diào)節(jié)推進力等特點。但其對儲存和運輸條件要求較高，適用于發(fā)射大型航天器。

電推進系統(tǒng)

電推進系統(tǒng)具有高比沖、低能耗、長壽命等特點。但其推進力較小，適用于長期運行的航天器，如深空探測器等。

答案及解題思路：

1.答案：航天器發(fā)射過程分為準備階段、發(fā)射階段和飛行階段。解題思路：根據(jù)航天器發(fā)射的流程，將發(fā)射過程分為三個階段，并簡要描述每個階段的主要任務(wù)。

2.答案：導(dǎo)航系統(tǒng)包括地面導(dǎo)航系統(tǒng)、星際導(dǎo)航系統(tǒng)和自主導(dǎo)航系統(tǒng)。解題思路：根據(jù)導(dǎo)航系統(tǒng)的分類，列舉三種類型，并簡要說明每種類型的作用。

3.答案：航天器回收分為進入大氣層、再入飛行和著陸三個階段。解題思路：根據(jù)航天器回收的流程，將回收過程分為三個階段，并簡要描述每個階段的主要任務(wù)。

4.答案：航天器推進系統(tǒng)包括固體火箭推進系統(tǒng)、液體火箭推進系統(tǒng)和電推進系統(tǒng)。解題思路：根據(jù)推進系統(tǒng)的分類，列舉三種類型，并簡要說明每種類型的特點。五、論述題1.論述航天器在太空中的能源問題及其解決方案。

論述題內(nèi)容：

航天技術(shù)的不斷發(fā)展，航天器在太空中的應(yīng)用越來越廣泛。但是航天器在太空中的能源問題一直是制約其長期運行的關(guān)鍵因素。請論述航天器在太空中的能源問題及其解決方案。

（1）航天器在太空中的能源問題

（2）太陽能電池技術(shù)

（3）核能技術(shù)

（4）化學燃料技術(shù)

（5）新型能源技術(shù)

2.論述導(dǎo)航系統(tǒng)在航天器發(fā)射和回收過程中的作用。

論述題內(nèi)容：

導(dǎo)航系統(tǒng)在航天器的發(fā)射和回收過程中扮演著的角色。請論述導(dǎo)航系統(tǒng)在航天器發(fā)射和回收過程中的作用。

（1）發(fā)射過程中的導(dǎo)航作用

（2）回收過程中的導(dǎo)航作用

（3）導(dǎo)航系統(tǒng)的技術(shù)特點

（4）導(dǎo)航系統(tǒng)的應(yīng)用案例

3.論述航天器回收過程中，如何保證航天器的安全回收。

論述題內(nèi)容：

航天器回收是航天任務(wù)的重要組成部分，其安全性直接關(guān)系到航天任務(wù)的成敗。請論述航天器回收過程中，如何保證航天器的安全回收。

（1）回收過程中的風險因素

（2）安全回收的技術(shù)措施

（3）地面支持系統(tǒng)的保障作用

（4）回收過程中的應(yīng)急處理

答案及解題思路：

1.論述航天器在太空中的能源問題及其解決方案。

答案：

（1）航天器在太空中的能源問題主要包括能源供應(yīng)的不穩(wěn)定性、能源存儲的有限性以及能源轉(zhuǎn)換的效率問題。

（2）太陽能電池技術(shù)是目前最成熟的太空能源解決方案，通過將太陽能轉(zhuǎn)換為電能，為航天器提供穩(wěn)定的能源供應(yīng)。

（3）核能技術(shù)作為一種高效的能源解決方案，具有高能量密度、長壽命等優(yōu)點，但存在一定的技術(shù)難度和安全隱患。

（4）化學燃料技術(shù)通過攜帶燃料，在太空中進行燃燒產(chǎn)生推力，但存在燃料攜帶量大的問題。

（5）新型能源技術(shù)，如燃料電池、微波能等，正在研發(fā)中，有望為航天器提供更高效的能源解決方案。

解題思路：

首先分析航天器在太空中的能源問題，然后分別介紹太陽能電池、核能、化學燃料和新型能源等解決方案的技術(shù)特點和應(yīng)用情況，最后總結(jié)各類解決方案的優(yōu)勢和局限性。

2.論述導(dǎo)航系統(tǒng)在航天器發(fā)射和回收過程中的作用。

答案：

（1）在發(fā)射過程中，導(dǎo)航系統(tǒng)負責提供精確的軌道計算和姿態(tài)控制，保證航天器按照預(yù)定軌跡進入預(yù)定軌道。

（2）在回收過程中，導(dǎo)航系統(tǒng)用于實時監(jiān)測航天器的位置和姿態(tài)，保證其在預(yù)定區(qū)域安全降落。

（3）導(dǎo)航系統(tǒng)的技術(shù)特點包括高精度、高可靠性、抗干擾能力強等。

（4）導(dǎo)航系統(tǒng)的應(yīng)用案例包括嫦娥探月工程、天宮空間站等。

解題思路：

首先描述導(dǎo)航系統(tǒng)在發(fā)射和回收過程中的作用，然后分析其技術(shù)特點，最后舉例說明導(dǎo)航系統(tǒng)在實際航天任務(wù)中的應(yīng)用。

3.論述航天器回收過程中，如何保證航天器的安全回收。

答案：

（1）回收過程中的風險因素包括大氣層再入時的熱防護、降落過程中的空氣動力設(shè)計和著陸點的安全性等。

（2）安全回收的技術(shù)措施包括采用熱防護材料、優(yōu)化空氣動力學設(shè)計、選擇合適的著陸點等。

（3）地面支持系統(tǒng)的保障作用包括實時監(jiān)測航天器狀態(tài)、提供通信和數(shù)據(jù)傳輸支持等。

（4）回收過程中的應(yīng)急處理包括制定應(yīng)急預(yù)案、進行實時監(jiān)控和干預(yù)等。

解題思路：

首先分析航天器回收過程中的風險因素，然后介紹保證安全回收的技術(shù)措施、地面支持系統(tǒng)的保障作用以及應(yīng)急處理方法，最后總結(jié)這些措施的重要性。六、計算題1.假設(shè)某航天器在近地軌道上運行，地球半徑為6371km，近地軌道半徑為6420km，求該航天器在近地軌道上的線速度。

解題思路：

使用公式\(v=\sqrt{\frac{GM}{r}}\)，其中\(zhòng)(G\)為萬有引力常數(shù)，\(M\)為地球質(zhì)量，\(r\)為軌道半徑。

需要先將軌道半徑轉(zhuǎn)換為國際單位制，即從千米轉(zhuǎn)換為米。

由于題目沒有給出萬有引力常數(shù)和地球質(zhì)量的具體值，可以使用標準值\(G=6.67430\times10^{11}\,\text{m}^3\text{kg}^{1}\text{s}^{2}\)和\(M=5.972\times10^{24}\,\text{kg}\)。

2.某航天器采用化學推進系統(tǒng)，推進劑燃燒時間為30秒，推力為1000N，求該航天器在這段時間內(nèi)獲得的加速度。

解題思路：

使用公式\(a=\frac{F}{m}\)，其中\(zhòng)(F\)為推力，\(m\)為航天器的質(zhì)量。

需要知道航天器的質(zhì)量，但題目未給出，因此無法直接計算加速度。

如果假設(shè)航天器的質(zhì)量為\(m\)kg，則加速度\(a=\frac{1000}{m}\,\text{m/s}^2\)。

3.某導(dǎo)航系統(tǒng)使用GPS衛(wèi)星進行定位，衛(wèi)星高度為20000km，地球半徑為6371km，求該導(dǎo)航系統(tǒng)的定位精度。

解題思路：

定位精度通常與衛(wèi)星的高度和信號傳播的誤差有關(guān)。

可以使用三角測量法來估算定位精度，即通過計算衛(wèi)星與地面接收器之間的距離誤差。

使用公式\(\text{定位精度}=\sqrt{(\text{衛(wèi)星高度誤差})^2(\text{信號傳播誤差})^2}\)。

需要知道衛(wèi)星高度誤差和信號傳播誤差的具體值，但題目未給出。

答案及解題思路：

1.線速度計算：

軌道半徑\(r=6420\times10^3\,\text{m}\)

線速度\(v=\sqrt{\frac{6.67430\times10^{11}\times5.972\times10^{24}}{6420\times10^3}}\)

\(v\approx7.8\times10^3\,\text{m/s}\)

2.加速度計算：

由于質(zhì)量\(m\)未知，無法給出具體加速度值，但公式為\(a=\frac{1000}{m}\,\text{m/s}^2\)。

3.定位精度計算：

由于衛(wèi)星高度誤差和信號傳播誤差未知，無法給出具體定位精度值，但公式為\(\text{定位精度}=\sqrt{(\text{衛(wèi)星高度誤差})^2(\text{信號傳播誤差})^2}\)。七、分析題1.分析航天器發(fā)射過程中可能出現(xiàn)的故障及其原因。

故障分析：

發(fā)動機故障：可能是由于燃料問題、發(fā)動機設(shè)計缺陷或操作錯誤導(dǎo)致的。

控制系統(tǒng)故障：包括導(dǎo)航系統(tǒng)、姿態(tài)控制系統(tǒng)等，可能導(dǎo)致航天器偏離預(yù)定軌道。

推進系統(tǒng)故障：可能由于推進劑泄漏、泵故障或閥門問題引起。

通信系統(tǒng)故障：可能是由于電磁干擾、設(shè)備故障或天線故障導(dǎo)致的通信中斷。

結(jié)構(gòu)問題：如材料疲勞、焊接缺陷等，可能影響航天器的結(jié)構(gòu)完整性。

原因分析：

設(shè)計缺陷：在航天器設(shè)計階段可能存在未預(yù)見的問題。

制造質(zhì)量問題：在制造過程中可能出現(xiàn)的誤差或缺陷。

操作失誤：發(fā)射操作人員的不當操作可能導(dǎo)致故障。

環(huán)境因素：如極端天氣條件、電磁干擾等。

2.分析航天器回收過程中可能遇到的風險及其應(yīng)對措施。

風險分析：

再入大氣層加熱：航天器再入大氣層時可能因摩擦產(chǎn)生高溫，導(dǎo)致表面材料損壞。

姿態(tài)控制問題：回收過程中的姿態(tài)控制困難可能導(dǎo)致航天器失控。

降落傘故障：降落傘可能因設(shè)計缺陷、材料問題或操作錯誤而無法正常工作。

通信中斷：回收過程中可能出現(xiàn)的通信問題可能導(dǎo)致地面控制人員無法及時獲取航天器狀態(tài)。

應(yīng)對措施：

優(yōu)化再入軌跡：通過調(diào)整航天器再入軌跡，減少再入過程中的熱負荷。

增強姿態(tài)控制系統(tǒng)：提高姿態(tài)控制系統(tǒng)的可靠性