2025年大学（航空航天工程）无人机设计基础阶段试题及答案

2025年大学（航空航天工程）无人机设计基础阶段试题及答案

（考试时间：90分钟满分100分）班级______姓名______第I卷（选择题共30分）答题要求：本大题共10小题，每小题3分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1.无人机设计中，空气动力学原理的核心是研究A.空气对无人机的作用力B.无人机的结构强度C.无人机的动力系统效率D.无人机的飞行姿态控制2.以下哪种翼型设计能提供较好的升力系数？A.对称翼型B.超临界翼型C.层流翼型D.双凸翼型3.无人机飞行时，诱导阻力主要与下列哪个因素密切相关？A.飞行速度B.机翼面积C.升力大小D.发动机功率4.在无人机动力系统选型中，需要考虑的最重要因素是A.功率重量比B.燃油经济性C.噪音水平D.维护成本5.对于固定翼无人机，增大展弦比通常会A.降低诱导阻力，提高升力效率B.增加诱导阻力，降低升力效率C.对诱导阻力和升力效率无影响D.提高临界马赫数6.无人机设计中，结构轻量化的主要目的不包括A.提高飞行性能B.降低制造成本C.增加航程D.减少能源消耗7.下列哪种材料常用于无人机机身结构，以减轻重量并具备一定强度？A.铝合金B.不锈钢C.钛合金D.碳纤维复合材料8.无人机飞行控制系统中，姿态稳定控制主要依赖于A.加速度计和陀螺仪B.全球定位系统C.气压高度计D.磁力计9.当无人机处于悬停状态时，其升力主要由A.螺旋桨拉力提供B.机翼升力提供C.机身浮力提供D.尾翼推力提供10.在无人机设计中，考虑到风的影响，以下哪种措施有助于提高飞行稳定性？A.增大机身尺寸B.增加机翼后掠角C.安装风切变传感器D.提高发动机功率第II卷（非选择题共70分）11.（10分）简述无人机设计中如何优化空气动力性能以提高飞行效率。12.（15分）分析无人机动力系统选型时需要考虑的多个因素及其相互关系。13.（15分）阐述无人机结构设计中轻量化的实现方法以及面临的挑战。14.（15分）材料：某新型无人机在试飞过程中出现姿态不稳定的情况。请分析可能导致该问题的原因，并提出改进措施。15.（15分）材料：随着无人机应用领域的不断拓展，对无人机的续航能力提出了更高要求。请设计一种提高无人机续航能力的方案，并说明其原理。答案：1.A2.C3.C4.A5.A6.B7.D8.A9.A10.C11.优化空气动力性能可从以下方面着手：精心设计翼型，选用高升力系数的翼型；合理确定机翼的展弦比，增大展弦比可降低诱导阻力；优化机身外形，减少空气阻力；控制无人机的飞行姿态，使气流平稳流过机体；采用前缘缝翼、襟翼等增升装置，提高升力。12.动力系统选型要考虑功率重量比，这直接影响无人机飞行性能；燃油经济性关乎运营成本；噪音水平影响使用场景；维护成本涉及长期投入。功率重量比高可提升飞行效率，但可能牺牲燃油经济性；噪音水平低的系统可能功率重量比不佳。需综合权衡各因素，找到最适合无人机设计目标的动力系统。13.实现轻量化可采用碳纤维复合材料等轻质高强度材料；优化结构设计，减少不必要的结构重量；采用空心结构、一体化设计等。面临的挑战有材料成本高，加工工艺复杂，连接部位强度保证困难，以及在复杂载荷下结构可靠性设计难度大等。14.原因可能是飞行控制系统故障，如传感器精度不够或控制算法有误；空气动力设计不合理，导致飞行姿态受扰；结构设计问题，影响稳定性。改进措施：检查并校准飞行控制系统传感器，优化控制算法；重新评估空气动力性能，改进外形设计；检查结构强度和刚度，必要时进行加固改进。15.方案：采用混合动力系统，结合燃油发动机和锂电池。原理：燃油发动机提供持续动力，锂电池在起飞、