航空航天科普知识竞赛题库及答案

航空航天科普知识竞赛题库及答案一、单选题（每题只有一个正确答案，请将正确选项的字母填在括号内）1.1961年4月12日，人类首次进入太空的宇航员是（）A.尼尔·阿姆斯特朗B.尤里·加加林C.约翰·格伦D.艾伦·谢泼德答案：B2.我国第一颗人造地球卫星“东方红一号”发射成功的日期是（）A.1969年4月24日B.1970年4月24日C.1971年4月24日D.1972年4月24日答案：B3.国际空间站（ISS）绕地球一圈大约需要（）A.30分钟B.60分钟C.90分钟D.120分钟答案：C4.下列哪一项不是液体火箭发动机常用推进剂组合（）A.液氧/煤油B.液氧/液氢C.四氧化二氮/偏二甲肼D.液氧/液氦答案：D5.嫦娥四号探测器首次实现人类航天器在月球背面软着陆的年份是（）A.2016年B.2017年C.2018年D.2019年答案：D6.地球静止轨道（GEO）的高度约为（）A.160kmB.800kmC.36000kmD.380000km答案：C7.下列哪型火箭被誉为中国“金牌火箭”，发射成功率超过97%（）A.长征二号FB.长征三号甲C.长征五号D.长征七号答案：B8.火星与地球最接近时，两者距离大约可达（）A.800万千米B.7800万千米C.5500万千米D.4亿千米答案：C9.飞机机翼上表面设计成弧形、下表面较平的目的是（）A.减小阻力B.增加升力C.降低噪声D.提高结构强度答案：B10.航天服内维持宇航员生命的气体压力约为（）A.10kPaB.30kPaC.40kPaD.101kPa答案：C11.下列哪颗行星拥有太阳系中最高的火山——奥林匹斯山（）A.金星B.火星C.木星D.土星答案：B12.我国首次火星探测任务“天问一号”探测器进入火星轨道的日期是（）A.2020年2月10日B.2021年2月10日C.2021年5月15日D.2021年7月23日答案：B13.飞机上的“黑匣子”外壳通常采用的颜色是（）A.黑色B.红色C.橙色D.蓝色答案：C14.下列哪项不是卫星导航系统（）A.GPSB.GLONASSC.GalileoD.Inmarsat答案：D15.航天器再入大气层时，外部温度最高的部位通常是（）A.头部迎风面B.尾部C.太阳翼D.推进舱答案：A16.我国空间站“天和”核心舱发射使用的火箭型号是（）A.长征五号BB.长征七号C.长征二号FD.长征八号答案：A17.飞机起飞时，襟翼放下的主要作用是（）A.减小升力B.增大升力C.减小阻力D.增大阻力答案：B18.下列哪项不是造成航天器“太空垃圾”的主要原因（）A.火箭残骸B.失效卫星C.宇航员丢弃的工具D.电离层扰动答案：D19.飞机在巡航阶段通常选择的飞行空层属于（）A.对流层B.平流层下部C.中间层D.热层答案：B20.我国北斗三号全球组网卫星星座最终由（）颗卫星组成A.24B.30C.35D.55答案：C二、多选题（每题有两个或两个以上正确答案，多选少选均不得分）21.下列属于我国四大卫星发射中心的有（）A.酒泉B.太原C.西昌D.文昌E.烟台答案：ABCD22.关于国际空间站（ISS），下列说法正确的有（）A.轨道倾角约51.6°B.总质量约420吨C.每天绕地15.5圈D.设计寿命已延长至2030年E.由美俄欧日四方共同运营答案：ABCD23.以下哪些属于可重复使用航天运载器（）A.美国航天飞机B.SpaceX“猎鹰9”一级C.我国“腾云工程”验证器D.长征二号FE.蓝色起源“新谢泼德”答案：ABCE24.飞机失速的直接原因包括（）A.迎角过大B.空速过小C.机翼结冰D.重心过前E.升降舵卡滞答案：ABC25.下列哪些卫星属于地球同步轨道卫星（）A.风云四号A星B.北斗GEO卫星C.高分一号D.嫦娥五号轨道器E.天通一号01星答案：ABE三、判断题（正确打“√”，错误打“×”）26.飞机在超音速飞行时一定会产生音爆现象。（）答案：√27.长征五号火箭芯级采用液氧/液氢推进剂，助推器采用液氧/煤油推进剂。（）答案：√28.所有行星探测器在飞往目标行星过程中都必须进行中途轨道修正。（）答案：√29.航天飞机主发动机（SSME）可以在地面多次启动。（）答案：×30.飞机起飞爬升阶段，飞行员将气压高度表拨正值调为QNH，此时高度表读数称为“场压高”。（）答案：×31.月球背面永远处于黑暗，因此嫦娥四号着陆区无光照。（）答案：×32.飞机机翼的“翼刀”主要用于延缓翼尖失速，提高副翼效率。（）答案：√33.卫星在太阳同步轨道上运行，可实现每天同一地方时过顶，利于遥感成像。（）答案：√34.火箭发射时，通常先点燃主发动机，再点燃助推器。（）答案：×35.飞机使用翼梢小翼可减小诱导阻力，从而节省燃油。（）答案：√四、填空题（将正确答案填写在横线上）36.我国首颗数据中继卫星“天链一号01星”于________年发射，标志着我国实现天基测控覆盖。答案：200837.地球逃逸速度约为________km/s。答案：11.238.飞机失速速度符号通常用________表示。答案：Vs39.长征五号B火箭整流罩直径为________米，是目前我国最大火箭整流罩。答案：5.240.火星自转周期约为24小时37分钟，与地球相近，因此一个火星日被称为一个________。答案：Sol41.飞机在标准大气海平面条件下，音速约为________km/h。答案：122542.我国“高分”系列卫星英文代号中的“GF”是________的缩写。答案：Gaofen43.国际空间站美国舱段主要供电系统采用________伏直流母线。答案：16044.嫦娥五号返回器再入地球时采用的“________弹道式再入”技术，可将过载降至5g以下。答案：半45.飞机自动驾驶仪通常由________、舵机回路和导航计算机三大部分组成。答案：姿态传感器五、简答题46.简述火箭级间分离通常采用的两种典型方式，并说明其优缺点。答案：冷分离与热分离。冷分离：先关闭上面级发动机，爆炸螺栓解锁，弹簧或冷气推离，优点是结构简单、冲击小，缺点是分离速度低、需额外推离装置。热分离：上面级发动机提前点火，再解锁，利用推力加速分离，优点是无须推离装置、分离速度快，缺点是热环境恶劣、对结构耐热性要求高。47.说明飞机在起飞滑跑阶段抬轮速度VR的确定需考虑的主要因素。答案：需考虑：1.飞机重量（质量越大VR越高）；2.襟翼位置（较大襟翼可降低VR）；3.机场海拔与气温（密度高度高则VR增加）；4.跑道长度与坡度（短跑道需降低VR以缩短起飞距离）；5.风分量（顶风可降低地速VR）；6.适航法规要求的爬升梯度裕度；7.轮胎速度限制；8.结构强度限制。综合以上因素，通过飞行手册性能图表或软件计算得出。48.概述空间站进行轨道维持的必要性及常用方法。答案：必要性：近地轨道存在稀薄大气，导致轨道高度每日衰减约50–200米；若不维持，将提前再入。方法：1.大型轨控发动机定期抬升轨道，如“进步”货运船或“天舟”飞船点火；2.小型推力器进行日常补偿；3.利用气动阻力补偿策略，调整姿态以改变迎风面积；4.国际空间站亦利用“进步”船或“龙”飞船远地点点火实现重boost。49.解释卫星“日凌”现象成因，并说明对测控通信的影响。答案：每年春分和秋分前后，卫星、太阳、地球几乎成一线，太阳噪声进入地面站天线主瓣，导致下行信号信噪比骤降，称为“日凌”。影响：电视卫星信号出现马赛克或中断，持续数分钟至十余分钟；测控链路误码率升高，需提前安排卫星自主运行模式，暂停关键指令发送。50.说明火星大气进入、下降、着陆（EDL）阶段“恐怖七分钟”面临的主要挑战。答案：1.进入速度高达5km/s，需气动减速，热流峰值达1000W/cm²；2.火星大气密度仅为地球1%，降落伞减速效率低；3.通信时延约6–22分钟，无法实时遥控，需全自主；4.地形复杂，海拔差异大，需高精度导航避障；5.沙尘暴可改变大气密度分布；6.质量受限，推进剂携带量有限；7.着陆窗口窄，误差需小于10km。六、计算题（要求列出关键步骤）51.某遥感卫星运行于高度600km的圆轨道，地球半径取6371km，GM取3.986×10¹⁴m³/s²，求该卫星轨道周期（分钟，保留一位小数）。答案：由开普勒第三定律T=2π√(a³/GM)，a=6371+600=6971km=6.971×10⁶m，代入得T=2π√(6.971³×10¹⁸/3.986×10¹⁴)=5802s≈96.7min。52.一架飞机在标准大气下以马赫数0.8飞行，当地气温－30℃，求其真空速（TAS，单位km/h，音速公式a=√(γRT)，γ=1.4，R=287J/(kg·K)）。答案：T=273.15－30=243.15K，a=√(1.4×287×243.15)=312.3m/s，TAS=0.8×312.3×3.6=899km/h。53.长征五号B火箭起飞质量约837t，芯级+助推器海平面总推力约10780kN，求其起飞推重比（取g=9.81m/s²）。答案：起飞重量=837000×9.81=8.21×10⁶N，推重比=10780×10³/8.21×10⁶=1.31。54.某卫星采用太阳同步轨道，轨道高度800km，地球半径6371km，求其轨道倾角（近似公式cosi=－0.985×(r/a)^3.5，r为地球半径，a为轨道半长轴）。答案：a=6371+800=7171km，cosi=－0.985×(6371/7171)^3.5=－0.985×0.708=－0.697，i=arccos(－0.697)=135.8°，即逆行倾角约98.4°。55.飞机进近阶段需飞越距跑道入口8km、高度600m的FAF点，要求保持3°下滑角，求过FAF时的理想地速为200km/h情况下，所需下降率（单位ft/min，1m/s≈196.85ft/min）。答案：tan3°=0.0524，下降垂直速度Vv=200×0.0524/3.6=2.91m/s，换算ft/min：2.91×196.85≈573ft/min。七、综合应用题56.阅读材料：2022年11月，我国“梦天”实验舱成功转位至空间站组合体永久停泊口，转位机构采用“平面式转位+对接锁紧”方案，历时约1小时。问题：（1）指出实验舱转位与飞船对接在机构上的主要区别；（2）分析为何选择平面式转位而非机械臂转位；（3）说明转位过程中GNC系统需重点监测的物理量。答案：（1）实验舱转位使用舱段自带转位臂，属“舱带机构”，而飞船对接使用“船带机构”；转位臂需完成解锁—旋转—锁紧三动作，对接机构仅完成捕获—缓冲—拉近—锁紧。（2）平面式转位占用空间小，对组合体质心扰动低，无需机械臂空闲时段，简化操作链路；机械臂转位需避碰、路径规划复杂，且受光照限制。（3）重点监测：组合体角速度、姿态欧拉角、转位臂关节角度与力矩、对接锁紧力、太阳翼驱动电流、推进剂晃动压力、陀螺漂移。57.阅读材料：NASA“双小行星重定向测试”（DART）任务于2022年9月成功撞击小行星Dimorphos，使其绕Didymos周期缩短32分钟。问题：（1）说明动能撞击防御小行星原理；（2）列举评估撞击效果需观测的物理参数；（3）若我国拟开展类似任务，给出轨道设计需考虑的三项约束。答案：（1）高速撞击器携带巨大动能，瞬间传递给小行星，改变其动量与轨道，实现提前偏移，避免与地球相撞。（2）参数：绕转周期变化、轨道半长轴变化、喷射物质量与速度分布、撞击坑尺度、反照率变化、光变曲线幅度。（3）约束：1.发射窗口需满足撞击器与目标相位匹配，Δv最小；2.运载能力需将撞击器送至目标轨道，剩余速度增量满足末段制导；3.地面测控需满足撞击前实时导航精度优于百米级，需部署深空测控网或中继卫星。58.阅读材料：2023年5月，国产大型客机C919完成首次商业飞行，其机翼采用第三代超临界翼型。问题：（1）解释超临界翼型延缓激波产生的机理；（2）指出C919为降低诱导阻力采取的两项具体措施；（3）说明适航条款对机翼防冰系统提出的两项关键要求。答案：（1）上表面中部平坦，使超音速区压力分布平缓，降低逆压梯度，延缓激波形成，减小波阻。（2）措施：1.翼梢小翼优化，减小翼尖涡强度；2.机翼展向载荷分布重新设计，采用椭圆分布近似，降低诱导阻力系数约2%。（3）要求：1.在结冰包线液态水含量（LWC）0.5g/m³、平均水滴直径（MVD）20μm条件下，防冰系统需保证机翼表面不形成影响升阻比的冰形；2.失效分析表明，任一防冰通道失效后，剩余系统仍能在最大结冰持续时间内保证安全飞行与着陆。59.阅读材料：2024年，我国新一代载人运载火箭“长征十号”主发动机试车成功，采用液氧/液氢补燃循环，海平面推力130t级。问题：（1）说明补燃循环相较燃气发生器循环的效率优势；（2）指出液氧/液氢发动机低温启动需解决的两项关键技术；（3）若发动机混合比为6，液氢密度70kg/m³，液氧密度1140kg/m³