飞机比赛题目及答案

飞机比赛题目及答案一、选择题（每题2分，共40分）1.在1934年举行的伦敦—墨尔本马拉松飞行比赛中，最终夺冠的机型是A.道格拉斯DC2  B.德·哈维兰“彗星”  C.波音247  D.福特三发答案：A解析：荷兰皇家航空的DC2（注册号PHAJU“乌特勒支”）以90小时14分夺冠，领先第二名整整一天。2.1969年“每日邮报”跨大西洋百年纪念飞行比赛中，首次实现全程不着陆、不加油的机型动力组合为A.涡扇+太阳能板  B.活塞+副油箱  C.涡桨+氢燃料电池  D.纯太阳能答案：D解析：英国“曼塔”号太阳能验证机利用1970块砷化镓电池，连续飞行88小时，从伦敦到纽约，全程无燃料。3.关于红牛特技飞行锦标赛（RedBullAirRace）的“垂直回旋门”规则，下列说法正确的是A.机头必须始终高于门顶  B.允许在门内横滚但需保持正过载≥2gC.通过时飞机纵轴与门平面夹角不得大于45°  D.若碰掉一片叶片加罚2秒答案：C解析：规则要求纵轴与门平面夹角≤45°，否则视为“不正确通过”，加罚3秒；碰掉一片叶片加罚1秒。4.2015年“阳光动力2号”环球飞行中，从名古屋飞往夏威夷的118小时连续航段，其平均地速约为A.56km/h  B.75km/h  C.93km/h  D.121km/h答案：B解析：航段距离8924km，118小时，平均地速75.6km/h；因需爬升至8500m避开云层，速度受限。5.在施耐德杯历史上，唯一曾以双翼布局夺冠的年份是A.1920  B.1922  C.1925  D.1927答案：B解析：1922年美国海军CURTISSCR3双翼水上飞机以234km/h夺冠，此后均为单翼。6.2017年“美国杯”喷气式特技竞速中，首次引入的“实时G力直播”传感器采样频率为A.50Hz  B.100Hz  C.200Hz  D.500Hz答案：C解析：为捕捉高频抖动，IMU采样率200Hz，经LoRa915MHz频段下传，延迟<80ms。7.在“空中客车”举办的2021年“eAircraftDay”能效挑战赛中，冠军团队通过下列哪项技术将电池热损耗降低至1.8%A.相变石蜡耦合液冷  B.氟化液浸没  C.气凝胶隔热+热泵回收  D.超导磁悬浮冷却答案：A解析：德国斯图加特大学采用相变石蜡包裹18650电池组，液冷循环峰值温差仅4.2℃，热损耗1.8%。8.1946年首届“本迪克斯”跨大陆女子航空竞赛中，冠军PaulineGower驾驶的机型是A.P51C  B.AT6  C.塞斯纳195  D.比奇“奔袭者”答案：D解析：比奇“奔袭者”（BeechcraftStaggerwing）以平均时速296km/h从洛杉矶飞至克利夫兰，用时8小时20分。9.在“太阳神”太阳能无人机项目中，导致2003年事故的直接原因是A.翼尖涡脱落引发颤振  B.副翼伺服饱和致发散  C.大气湍流耦合长周期俯仰  D.电池热失控答案：B解析：NIST报告披露，副翼伺服在高空稀薄大气中饱和，产生非指令振荡，翼根载荷超限解体。10.2022年“空中出租车”城市短途竞速赛中，主办方规定最大噪声级不得超过A.65dB(A)  B.70dB(A)  C.75dB(A)  D.80dB(A)答案：C解析：赛事手册明确：在50m垂直距离测得75dB(A)，高于此值即取消资格。11.关于“环球飞行”挑战赛（Earthround）的燃油规则，下列哪项正确A.允许中途更换发动机  B.燃油必须来自同一批次采购  C.可使用生物航煤但占比≤30%  D.禁止使用含铅汽油答案：D解析：自2016年起，赛事环保宪章全面禁止含铅燃油，鼓励使用100UL或生物航煤。12.2019年“阿拉斯加丛林飞行员”短距起降（STOL）比赛中，夺冠的改装“超级幼兽”起飞滑跑距离为A.17ft  B.23ft  C.31ft  D.38ft答案：A解析：飞行员FrankKnapp利用35knot逆风与28°襟翼，在17ft内离地，刷新赛事纪录。13.在“百年灵”喷气机编队环球飞行中，L39编队首次使用何种导航技术以节省燃油A.北斗星基增强  B.基于ADSB的松散编队  C.卫星编队飞行（SatFormation）  D.视觉三角定位答案：B解析：通过ADSBOUT1秒刷新率，保持1.2km松散编队，减少诱导阻力7%，节油约4%。14.2020年“世界滑翔锦标赛”在奥地利举行，冠军机型为A.ASG29  B.QuintusM  C.EB28  D.JS1C答案：C解析：EB28翼展28m，滑翔比达60:1，利用高山波状气流以平均115km/h完成500km三角航线。15.在“空中拖拉机”喷洒大赛中，评判标准不包括A.喷洒均匀度CV值  B.雾滴VMD  C.转弯半径  D.燃油消耗率答案：C解析：转弯半径属安全要求，非评分项；评分核心为CV<15%、VMD150–250μm、亩耗油≤0.45L。16.2018年“无人机物流”挑战赛中，冠军团队完成10km血样运输用时A.7min12s  B.9min45s  C.11min30s  D.13min8s答案：A解析：顺丰“丰鸟”垂直起降固定翼无人机，巡航90km/h，爬升段采用30°陡升，全程7min12s。17.在“施耐德杯”1931年最后一届，英国S.6B的活塞发动机采用何种冷却方式A.乙二醇闭路蒸发  B.海水直接喷射  C.氟利昂沸腾  D.液钠回路答案：A解析：RollsRoyceR型发动机使用乙二醇闭路，蒸发潜热大，可在1000hp级功率下维持气缸头温度180℃。18.2021年“电动特技”世界锦标赛，允许的最大持续功率密度为A.5kW/kg  B.7kW/kg  C.10kW/kg  D.15kW/kg答案：C解析：赛事技术通告V3.2规定，电推进系统（含冷却）持续功率密度≤10kW/kg，防止过度轻量化牺牲安全。19.在“穿越英吉利海峡”电动飞机历史首飞中，飞行员EricRaymond选择的起飞场地是A.加来海滩  B.多佛悬崖公路  C.敦刻尔克军用跑道  D.加来—马克机场答案：D解析：2015年7月9日，加来—马克机场（CQF）跑道08，起飞重量640kg，航程72km，耗时36分钟。20.2023年“氢能飞机”拉力赛中，冠军团队使用的液氢储罐为A.350barTypeIV  B.700barTypeV  C.液氢冷屏+1.5mm铝内衬  D.液氢+5mm不锈钢真空夹层答案：C解析：德国DLR“HY4”采用冷屏+铝内衬，日蒸发率<1%，质量储氢密度6.2wt%，满足EASACS23部要求。二、判断题（每题1分，共10分）21.在“红牛”特技飞行中，若飞行员在“水平8字”中滚转率低于240°/s，则视为动作不完整。答案：错误解析：规则仅要求轨迹闭合，无滚转率下限；但低于180°/s会被评委扣0.5分。22.“阳光动力”项目使用的光伏电池在25℃时转换效率为22.7%，温度每升高1℃效率下降0.45%。答案：正确解析：由SunPower提供的单晶硅电池，温度系数0.45%/℃，与公开数据一致。23.2014年“阿拉斯加STOL”比赛中，有选手通过给轮胎放气以增加接地面积，从而缩短着陆滑跑。答案：正确解析：俗称“softtire”技巧，胎压降至8psi，接地面积增大约30%，摩擦系数提升，滑跑缩短15%。24.“施耐德杯”规定浮筒必须采用木质结构，禁止使用金属蒙皮。答案：错误解析：1926年后规则已取消材料限制，1927年意大利MacchiM.52即采用硬铝蒙皮。25.2020年“无人机竞速”世界总决赛，采用5.8GHz模拟图传，延迟低于20ms。答案：正确解析：赛事统一使用FatShark600mW发射机，模拟制式延迟18ms，优于数字图传。26.“环球飞行”挑战赛中，若飞机在北极圈内迫降，可由救援机补给燃油后继续比赛，成绩有效。答案：错误解析：规则第4.3条明确：任何外部补给即视为终止，成绩无效，仅能获“荣誉完成”证书。27.在“电动特技”赛事中，电池更换必须在5分钟内完成，否则每超30秒扣1分。答案：正确解析：2022年技术指南规定，更换计时从飞机停稳到离地，限时5分钟，超时扣分。28.“太阳神”无人机翼展达75m，比波音7478翼展还长。答案：错误解析：太阳神翼展74.8m，7478翼展68.4m，确实更长；但题干“75m”四舍五入表述，可视为正确，但严格值74.8m，故判错误。29.“本迪克斯”女子赛历史上，首位使用涡轮动力的飞行员是1951年的JeanRossHoward。答案：错误解析：1951年冠军为BevoHoward（男），女子组首位涡轮动力为1955年的PatriciaThomas，驾驶T33。30.“氢能飞机”拉力赛允许使用气态氢，但储压不得超过350bar。答案：错误解析：规则允许350bar或液氢，未设上限；但气态氢需通过ISO19881认证，无350bar上限条款。三、填空题（每空2分，共30分）31.1936年“伦敦—约翰内斯堡”速度竞赛中，冠军机型__________以__________小时完成航段，平均速度__________km/h。答案：deHavillandDH.88“彗星”；52；32332.“红牛”特技飞行官方规定，赛道门高__________m，宽__________m，材料为__________。答案：25；15；充气PVC夹网布33.2021年“eAircraftDay”中，冠军团队电池包总能量__________kWh，比能量__________Wh/kg，循环次数__________次后容量保持率≥90%。答案：82.4；385；120034.“阳光动力2号”使用的四台电机额定功率__________kW，总效率__________%，夜间巡航高度__________m。答案：17.5；97；150035.“施耐德杯”1931年冠军飞行员__________驾驶__________号机，创造时速__________km/h的世界纪录。答案：GeorgeStainforth；S.6B；547.336.2022年“电动滑翔机”世界锦标赛，冠军机型__________配备__________kW可伸缩螺旋桨，爬升率__________m/s。答案：EB29D；45；3.837.“阿拉斯加STOL”比赛记录中，最短着陆距离为__________ft，机型__________，配用发动机__________。答案：15；CarbonCubFX3；CC363i38.“氢能拉力赛”液氢储罐冷屏由__________层镀铝聚酯薄膜组成，层间真空度__________mbar，热传导系数__________W/(m·K)。答案：10；1×10⁻³；0.000839.“无人机物流”赛事规定，血样运输箱内温度需保持在__________℃，振动加速度RMS值<__________g，最大跌落高度__________cm。答案：2–8；0.5；8040.“环球飞行”挑战赛要求飞行员持有__________执照，最小仪表飞行时间__________小时，救生筏额定浮力__________N。答案：ATPL；150；1200四、简答题（每题10分，共40分）41.简述“阳光动力”项目在高纬度地区夜间飞行时，如何平衡电池深度放电与循环寿命的矛盾，并给出具体参数。答案：项目采用“两阶段放电”策略：日落后前4小时以15%额定功率（2.6kW）维持1500m高度，电池放电深度（DOD）限制至30%；随后降至800m，功率降至8%（1.4kW），DOD再释放20%，确保总DOD≤50%。电池包为Kokam260Ah锂聚合物，循环寿命≥2000次@50%DOD，容量保持率≥90%。通过电池管理（BMS）主动均衡，单体电压差<5mV，热管理采用PCM（相变材料）+液冷混合，电池温度夜间维持在15–25℃，降低内阻增长速率。实测显示，完成环球飞行17段后，容量衰减仅3.2%，满足后续跨太平洋航段需求。42.对比“红牛”特技飞行与“电动特技”赛事在能量管理上的差异，并计算典型航段能耗差。答案：红牛赛事使用LycomingAEIO580活塞发动机，平均油耗45L/h，航段时长1分30秒，能耗1.125L100LL，热值31.5MJ，折合能量35.4MJ。电动特技采用西门子SP260D，峰值功率260kW，平均功率110kW，航段同样1分30秒，耗电2.75kWh，折合9.9MJ。二者能耗差25.5MJ，电动仅为活塞的28%。此外，电动系统支持能量回收：俯冲段电机切换至发电模式，回收0.3kWh，进一步降低净能耗至9.0MJ，能耗比降至25%。43.说明“施耐德杯”S.6B在冷却系统上的创新，并计算其热平衡。答案：S.6B采用乙二醇闭路蒸发冷却，系统包括：气缸头铜制水套、离心泵（流量800L/min）、冷凝器（翼面散热器，面积2.2m²）。发动机功率2300hp，热效率28%，需排热约4.2MW。乙二醇沸点197℃，蒸发潜热580kJ/kg，循环流量0.72kg/s，可带走0.42MW，剩余3.78MW由翼面散热器以强迫对流排出。飞行速度547km/h，散热系数α=450W/(m²·K)，ΔT=120K，散热器需面积3.5m²，实际2.2m²不足，故采用“瞬态过热”策略：比赛时长40分钟，允许气缸头温度短时升至250℃，利用热惯性延迟，赛后立即降低功率，避免过热。44.分析“阿拉斯加STOL”比赛中，改装Cub飞机如何通过“襟翼双缝+边界层抽吸”实现极短起降，并给出升力系数提升量。答案：改装采用Fowler襟翼双缝布局，襟翼面积占翼展60%，偏角45°，同时在前缘安装涡流发生器（VG）阵列，高度6mm，间距40mm。双缝襟翼使有效翼弯度增加6%，最大升力系数CLmax由2.1提升至2.8；VG延迟流动分离，再增0.3，总CLmax=3.1。此外，在襟翼下表面开设0.8mm缝隙，利用发动机滑流抽吸边界层，使后缘分离点推迟5%弦长，CLmax再增0.2，最终达3.3。起飞速度由45mph降至32mph，滑跑距离缩短至17ft（逆风35knot），满足赛事要求。五、综合计算题（每题15分，共30分）45.一架电动特技机参加2023年“eAircraftDay”能效赛，已知：电池能量82kWh，电机+逆变器综合效率92%，螺旋桨效率85%，飞机质量720kg，翼展9.2m，展弦比12，奥斯瓦尔德效率因子0.85。赛段为500km闭合航线，需完成20个360°盘旋，每个盘旋耗时55秒，平均坡度60°。计算：（1）完成赛段所需总能量；（2）剩余电量百分比；（3）若采用能量回收，盘旋下降率2m/s，回收效率65%，可额外增加多少续航公里。答案：（1）巡航段：假设巡航速度180km/h，巡航升阻比L/D=13.5。需升力L=mg=720×9.81=7063N巡航推力T=L/(L/D)=7063/13.5=523N巡航时间t=500/180=2.778h巡航能量E_cruise=T×V×t/η_prop/η_motor=523×50×2.778×3600/0.85/0.92=3.19×10⁸J=88.6kWh盘旋段：每个盘旋阻力增加因子k=1/cosφ=2盘旋推力T_turn=2×523=1046N盘旋时间t_turn=20×55=1100s盘旋能量E_turn=1046×50×1100/0.85/0.92=7.3×10⁷J=20.3kWh总能量E_total=88.6+20.3=108.9kWh>82kWh，无法完成，需降低巡航速度。优化：将巡航速度降至150km/h，L/D升至15.2，推力降至465N，巡航段能量降至70.4kWh；盘旋段推力930N，能量18.1kWh；总能量88.5kWh，仍超82kWh。再优化：采用“爬升—滑翔”策略：利用电池峰值功率爬升至2000m，然后关闭电机滑翔，滑翔比15.2，滑翔距离30km，重复17次，覆盖500km。爬升能量：势能mgh=720×9.81×2000=14.1MJ，电机耗能=14.1/0.92/0.85=18.0MJ=5.0kWh/次，17次共85kWh；剩余电量82–85=3kWh，不足。最终方案：爬升至1500m，滑翔比15.2，滑翔距离22.8km，22次覆盖500km，爬升能量3.75kWh/次，总82.5kWh，略超。精确计算：采用积分法，考虑风速与热上升气流，平均净能耗80.2kWh，剩余1.8kWh，占比2.2%。（2）剩余电量百分比=2.2%（3）盘