2025年大学《大气科学》专业题库- 大气层结构对飞行器飞行的安全影响

2025年大学《大气科学》专业题库——大气层结构对飞行器飞行的安全影响考试时间：______分钟总分：______分姓名：______一、选择题（每题2分，共20分）1.大气层中温度随高度升高而递增的层次是？A.平流层B.对流层C.中间层D.热层2.对航空器导航和通信影响显著的大气层是？A.对流层B.平流层C.电离层D.散逸层3.飞行中遇到的最大上升气流通常出现在？A.平流层顶B.对流层底部C.高空急流带D.热带辐合带4.升力主要产生于？A.飞行器发动机B.飞行器重量C.空气动力D.大气压力5.飞行器在结冰条件下飞行，主要风险是？A.升力减小B.阻力增大C.发动机熄火D.以上都是6.大气密度对飞行器性能的影响主要体现在？A.升力B.推力C.阻力D.以上都是7.龙卷风对飞行器的威胁主要在于？A.强烈的垂直风切变B.降水C.雷电D.大风8.火山灰云对飞行器的威胁主要在于？A.引起发动机熄火B.磨损机体表面C.干扰电子设备D.以上都是9.高空急流对飞行器的影响主要体现在？A.增加燃油消耗B.引起机翼颤振C.改变飞行轨迹D.以上都是10.飞行员利用大气层结构知识进行导航，主要依据是？A.风向风速B.温度分布C.气压变化D.以上都是二、填空题（每空1分，共10分）1.大气层根据温度随高度的变化分为对流层、__层、中间层、热层和散逸层。2.飞行器升力的产生基于伯努利原理和__原理。3.电离层对无线电通信的影响主要体现在__和__现象。4.对流层中的水汽是形成各种__现象的基础。5.高空风切变是指风速、风向在短距离内的急剧变化，对低空飞行器威胁极大。6.飞行器在穿越不同大气层时，需要考虑热防护问题，特别是在再入__层时。7.大气环流对全球天气系统和飞行规划具有重要影响，主要表现为__带和信风带。8.飞行员通过分析气象图和气象信息，可以预测和规避不利的气象条件，保障飞行安全。9.火山灰粒子可以进入平流层甚至电离层，对航空安全造成严重威胁。10.大气密度随高度增加而迅速减小，这是影响飞行器性能和燃油消耗的重要因素。三、简答题（每题5分，共25分）1.简述平流层的特点及其对飞行的影响。2.简述结冰对飞行器的危害及其预防措施。3.简述高空风切变对飞行安全的威胁及其应对措施。4.简述电离层对无线电通信的影响及其应对措施。5.简述飞行器在穿越不同大气层时需要考虑的主要问题。四、论述题（10分）试述大气层结构对飞行安全的影响，并举例说明。五、计算题（10分）一架飞机在海拔10000米高度飞行，当时大气温度为-56.5摄氏度，空气密度为0.369千克/立方米。假设飞机的机翼面积为100平方米，攻角为5度，空气动力系数为1.2。求该飞机此时获得的升力是多少？六、案例分析题（15分）1975年3月24日，泛美航空571号班机在飞行途中遭遇强风切变，导致飞机失速坠毁。分析该事故可能与大气层结构及风切变有什么关系，并提出预防类似事故的建议。试卷答案一、选择题1.A2.C3.B4.C5.D6.D7.A8.D9.D10.D二、填空题1.平流2.升力3.信号反射，信号折射4.云，雾，降水5.低空6.散逸7.赤道8.气象图，气象信息9.电离层10.高度三、简答题1.解析思路：首先回答平流层的特点：温度随高度升高而增加，大气稳定，水汽含量少，几乎没有天气现象。然后结合这些特点分析其对飞行的影响：大气稳定有利于高速飞行，减少颠簸；水汽少，云量少，能见度高；几乎没有天气现象，飞行安全。2.解析思路：首先回答结冰的危害：增加飞机重量，改变气动外形，导致升力减小，阻力增大，发动机熄火，控制困难。然后提出预防措施：安装防冰除冰设备，如电热除冰，热力除冰，气动除冰等；避免在结冰气象条件下飞行。3.解析思路：首先回答高空风切变的定义：风速，风向在短距离内的急剧变化。然后分析其对飞行安全的威胁：导致飞机失速，机翼颤振，偏离航线，甚至解体。最后提出应对措施：飞行员通过气象预报和雷达监测识别风切变；飞机设计时考虑风切变的影响；飞行中保持警惕，及时采取规避措施。4.解析思路：首先回答电离层对无线电通信的影响：信号反射，信号折射，信号衰落，多径效应等。这些影响会导致通信中断，信号质量下降。然后提出应对措施：使用合适的通信频率；采用跳频技术；使用抗干扰设备；利用地面增强系统。5.解析思路：首先回答飞行器穿越不同大气层时需要考虑的主要问题：温度变化，空气密度变化，压力变化，大气成分变化，辐射环境变化等。然后分别阐述这些问题对飞行器的影响，并提出相应的解决方案，例如热防护，空气动力学设计，导航系统调整等。四、论述题解析思路：首先概述大气层结构对飞行安全的影响，包括各个大气层的温度，密度，压力，风，天气现象等特点对飞行器性能，导航，通信等方面的影响。然后分别举例说明，如平流层的稳定性和高能见度有利于高速飞行，对流层的天气现象对飞行安全构成威胁，电离层对无线电通信的影响等。最后总结大气层结构对飞行安全的重要性，以及飞行员和航空工程师需要如何利用和应对大气层结构的特点来保障飞行安全。五、计算题解析思路：首先列出升力公式：L=0.5*ρ*v²*S*CL。其中L为升力，ρ为空气密度，v为飞机速度，S为机翼面积，CL为空气动力系数。然后将题目中给出的数据代入公式进行计算。注意单位要统一。计算结果为：L=0.5*0.369kg/m³*v²*100m²*1.2=0.2214*v²kN。由于题目没有给出飞机速度v，所以最终答案为0.2214*v²kN。六、案例分析题解析思路：首先介绍泛美航空571号班机事故的基本情况。然后分析该事故可能与大气层结构及风切变的关系：强风切变可能导致飞机失速，