北航12年6月课程考试《航空航天概论》考核要求.doc

北航12年6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：主要有常规布局、无尾布局、鸭式布局、三翼面布局和飞翼布局。特点：常规布局：自从莱特兄弟发明第一架飞机以来，飞机设计师们通常将飞机的水平尾翼和垂直尾翼都放在机翼后面的飞机尾部。这种布局一直沿用到现在，也是现代飞机最经常采用的气动布，因此称之为“常规布局”。 20多年前，研究人员发现，如果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。这增加的部分在我国一般叫做“边条”。新式战斗机很多都采用这种布局，如俄罗斯的米格29、苏27、美国的F22、F16、F18等。只要看到这一型飞机采用了边条的设计，就可推测到这型飞机是强调近距离格斗性能，适合大迎角、大过载机动飞行的。 美国的飞机一直钟情于常规布局。虽然美国通过X31试验机已经获得了鸭式布局设计的要领，但在新一代战斗机F-22亮相时，大家看到的仍然是常规布局。 无尾布局：通常说的“无尾布局”，是指无水平尾翼，垂直尾翼还是有的。这种布局，在第二次世界大战时就开始实用了。德国的火箭动力战斗机Me163就是这种布局。60年代采用这种布局的飞机比较多，如法国的“幻影”、美国的F102、F106、英国的“火神”式轰炸机等。在无尾布局的飞机上，副翼兼顾了平尾的作用。省去了平尾，可以减少飞机的重量和阻力，使之容易跨过音速阻力突增区，其缺点主要是起降性能差。 无尾布局的飞机高空高速性能好，适合做截击机用。但其低空区音速机动性能差，不符合现代飞机发展趋势，正逐渐被鸭式布局所取代。 鸭式布局：是一种十分适合于超音速空战的气动布局。早在二战前，前苏联已经发现如果将水平尾翼移到主翼之前的机头两侧，就可以用较小的翼面来达到同样的操纵效能，而且前翼和机翼可以同时产生升力，而不像水平尾翼那样，平衡俯仰力矩多数情况下会产生负升力。早期的鸭式布局飞起来像一只鸭子，“鸭式布局”由此得名。 采用鸭式布局的飞机的前翼称为“鸭翼”。战机的鸭翼有两种，一种是不能操纵的，其功能是当飞机处在大迎角状态时加强机翼的前缘涡流，改善飞机大迎角状态的性能，也有利于飞机的短矩起降。真正有可操纵鸭翼的战机目前有欧洲的EF2000、法国的“阵风”、瑞典的JAS39等。这些飞机的鸭翼除了用以产生涡流外，还用于改善跨音速过程中安定性骤降的问题，同时也可减少配平阻力、有利于超音速空战。在降落时，鸭翼还可偏转一个很大的负角，起减速板的作用。据称，俄罗斯下一代的飞机也考虑使用鸭式布局。 三翼面布局：在常规布局的飞机主翼前机身两侧增加一对鸭翼的布局称为“三翼面布局”。俄罗斯的苏34、苏35和苏37都采用这种布局。美国在F18上也试过这种布局，但没有发展为生产型号。 三翼面布局的前翼所起的作用与鸭式布局的前翼相同，使飞机跨音速和超音速飞行时的机动性较好。但目前这种布局的飞机大多是用常规布局的飞机改装成的。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。不过这种布局对改进常规布局战机的机动性会有较好的效果。 飞翼布局：早在二战期间，美国和德国就开始研究这种布局的飞机。现代采用飞翼布局的最新式飞机，就是大名鼎鼎的美国B2隐型轰炸机。由于飞翼布局没有水平尾翼，连垂直尾翼都没有，只是像一片飘在天空中的树叶，所以其雷达反射波很弱，据说B2在雷达上的反射面积只有同类大小飞机的百分之一。 过去，飞机没有电传操纵系统，也没有计算机帮助飞机员操纵飞机，因此，飞翼式飞机的飞行控制问题一直难以解决。类似B2这样的飞翼布局，其空气气动力效率高、升阻比大、隐身性能好，但机动性差、操纵效能低，所以这种局面目前只适用于轰炸机2. 简述直升机是如何实现前飞、后飞、上飞和下飞的？（20分）答：直升机垂直方向上的运动是靠调整旋翼升力大小实现的，水平方向上的机动依靠旋翼向某个方向倾斜产生的分力实现，直升机绕自身的旋转机动依靠尾部旋翼的拉力变化实现，这些都是针对常规的单旋翼直升机而言的。上下飞是通过控制主翼的马力来实现的。前后飞是通过摆动主翼边上的一对副翼实现的，主翼不能斜倾，但副翼可以。通过副翼的调整，可是整个主翼的旋转面与水平有个夹角，然后就形成了一个向前的分力，这样直升机就可以前进后退了。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：宇宙飞船结构：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。宇宙飞船用途：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。航天飞机结构：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。航天飞机用途：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）答：无人机分类：无人机按续航时间和航程的长短，可分为四大类型：长航时无人机、中程无人机、短程无人机和近程无人机。无人机发展的趋势：智能化、武装化、远程化、隐身化、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：支线飞机的定义：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。我国航空技术现状：我国航空业已有五十年的发展历程，在党和国家的一重视下，已经培养了一支勇于奋进、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；部分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；少数工厂已初步应用了计算机局域网络、信息集成技术、异地无纸设计制造以及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配套装置和研制、生产能力，并拥有一定的生产力。我国航空技术发展趋势：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。我国支线飞机的发展状况：从机场方面看，中小机场的总体旅客吞吐量在近两年迅猛增长，但个体差异巨大、苦乐不均；从航空公司方面看，不少支线航班为航空公司带来不错收益，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