航空航天概论.doc

北航12年12月课程考试航空航天概论考核要求1. 飞机的气动布局形式有哪些？请简述各布局形式的特点。（20分）答：气动布局主要决定飞机的机动性，至于发动机、座舱以及武器等放在哪里的问题，则笼统地称为飞机的总体布局。飞机的设计任务不同，机动性要求也不一样，这必然导致气动布局形态各异。现代作战飞机的气动布局有很多种，主要有常规布局、鸭式布局、无尾布局、三翼面布局和飞翼布局等。这些布局都有各自的特殊性及优缺点。常规布局：在机翼前沿根部靠近机身两侧处增加一片大后掠角圆弧形的机翼面积，就可以大为改善飞机大迎角状态的升力。鸭式翼布局，其鸭翼所提供的抬头力矩非常大，使得飞机在平时起飞时能够获得更大升力，空战中能够迅速将机头指向敌机；其缺点是鸭翼会破坏整机的隐身特性。无尾布局：首先是飞机重量显著减少；其次，因为取消尾部使全机质量更趋合理地沿机翼翼展分布，从而可以减小机翼弯曲载荷，使结构重量进一步减轻；另外，尾翼的取消可以明显减小飞机的气动阻力，同常规布局相比，其型阻可减小60%以上；不言而喻，取消尾翼之后将使飞机的目标特征尺寸大为减小，隐身性能得到极大提高；最后尾翼的取消同时减少了操纵面、作动器和液压系统，从而也改善了维修性和具有了更低的全寿命周期成本。缺点：飞机将变为航向静不稳定，同时丧失偏航控制能力。三翼面布局：三翼面的采用使得飞机机动性得到提高，而且宜于实现直接力控制达到对飞行轨迹的精确控制，同时使飞机在载荷分配上也更趋合理。三翼面布局的缺点是增加了鸭翼，阻力和重量自然也会增大，电传操纵系统也会复杂一些。飞翼布局的翼载比同类小非常多，当然缺点也是气动控制面非常多，控制难度非常大。2. 简述直升机是如何实现前飞、后飞、上飞和下飞的？（20分）答：直升机发动机驱动旋翼提供升力，把直升机举托在空中，主发动机同时也输出动力至尾部的小螺旋桨，机载陀螺仪能侦测直升机回转角度并反馈至尾桨桨，通过调整小螺旋桨的螺距可以抵消大螺旋桨产生的不同转速下的反作用力。通过称为“倾斜盘”的机构可以改变直升飞机的旋翼的桨叶角，从而实现旋翼周期变距，以此改变旋翼旋转平面不同位置的升力来实现改变直升机的飞行姿态，再以升力方向变化改变飞行方向。同时，直升机升空后发动机是保持在一个相对稳定的转速下，控制直升机的上升和下降是通过调整旋翼的总距来得到不同的总升力的，因此直升机实现了垂直起飞及降落。3. 比较描述宇宙飞船和航天飞机的基本结构及其用途。（20分）答：结构：宇宙飞船基本的结构系统有通信系统、电源系统、温控系统、遥测系统、姿态控制系统、变轨系统和推进剂等。用途：宇宙飞船，是一种运送航天员、货物到达太空并安全返回的一次性使用的航天器。它能基本保证航天员在太空短期生活并进行一定的工作。它的运行时间一般是几天到半个月，一般乘2到3名航天员。结构：航天飞机基本结构，是由一个轨道器、一个外储箱和两个固体火箭助推器所组成，通常所说的航天飞机就是指轨道器。航天飞机每飞行一次就要扔掉一个外储箱，而固体火箭助推器和轨道器仍能重复使用。轨道器可以重复使用100次，助推器可以重复使用20次。因此当前的航天飞机是一种部分可重复使用的第一代空间运输工具。用途：航天飞机（又称为太空梭或太空穿梭机）是可重复使用的、往返于太空和地面之间的航天器，结合了飞机与航天器的性质。它既能代表运载火箭把人造卫星等航天器送入太空，也能像载人飞船那样在轨道上运行，还能像飞机那样在大气层中滑翔着陆。航天飞机为人类自由进出太空提供了很好的工具，它大大降低航天活动的费用。航天飞机广泛用以,进行空间交会、对接、停靠、空间科学实验、发射回收或检修卫星。4. 无人机是如何分类的？试估计未来无人机的发展趋势；（20分）无人侦察机按续航时间和航程的长短，可分为四大类型：长航时无人侦察机、中程无人侦察机、短程无人侦察机和近程无人侦察机。无人机发展的趋势：1：隐身化：现阶段的无人机大多没有什么自卫能力，所以必须不断强化其隐身性能，从而保证其战场生存性。2：智能化：目前,无人机大多采用操作人员遥控的方式遂行作战行动,这样不仅对操作手的控制技能要求较高,还存在操作手无法准确掌握战场态势的问题。3：武装化：武装无人机是无人机的一个重要的发展方向。由于无人机能预先靠前部署，可以在距离所防卫目标较远的距离上摧毁来袭的导弹，从而能够有效地克服“爱国者”或C-300等反导导弹反应时间长、拦截距离近、拦截成功后的残骸对防卫目标仍有损害的缺点。武装无人机可担任起更多的军事任务，如：轰炸目标、对地攻击、空中格斗等。4：远程化：高空长航时无人机以其高的生存力和高效的侦察能力将使其应用不断得到扩大。美国先进材料、结构和航空委员会认为,未来在20000m以上飞行将不会受到限制。高空长航时无人机将会成为大气层侦察网络的一个重要组成部分,因此,各军事强国注重提高无人机的航时,来提高其遂行持续作战任务的能力。5. 支线飞机的定义是什么？通过你对航空技术现状和未来的发展趋势，谈谈你对我国支线飞机发展状况和前景的看法。（20分）答：定义：用于大城市与中小城市或中小城市之间航线上的小型旅客机；称为支线航空。现状：我国航空业已有五十年的发展历程，在党和国际的重视下，已经培训了一支用于奋进、具有相当技术水平的科研生产队伍；建成了具有相当规模、专业航空技术配套的科研生产基地。航空制造部门已在预先研究重点型号工艺攻关及新技术推广中取得了丰硕的成果；部门主要航空工厂通过型号技改、转包生产，引进了一批先进技术和工艺设备；少数工厂已经初步应用了计算机局域网络、信息技术，异地无纸制造已经并行工程等先进技术。整个航空制造业已基本具备了第三代战斗机和第二代支线客机及其被套装置和研制、生产能力，并拥有一定的生产力。发展趋势：加快新型材料，新结构的关键制造技术；用信息技术改造传统的航空制造业，实现航空制造技术的现代化、信息化和集成化。发展状况。从机场方面看，中小机场的总体旅客吞吐量在近两年猛增长，但个体差异巨大，从航空公司方面看，不少支线航班为航空公司带来了不错的收益，但却伴随着飞行安全，运营保障压力。从旅客方面看，支线航班所带来的方便不言自明，但有时甚至高于干线