2025 年大学航天工程（航天动力学）试题及答案

2025年大学航天工程（航天动力学）试题及答案

（考试时间：90分钟满分100分）班级______姓名______一、选择题（总共10题，每题3分，每题只有一个正确答案，请将正确答案填入括号内）：1.航天器轨道运动中，决定轨道形状的关键参数是（）A.速度B.加速度C.轨道半长轴和偏心率D.质量2.开普勒第二定律表明（）A.行星在椭圆轨道上运动B.行星与太阳连线在相等时间内扫过相等面积C.行星公转周期与轨道半长轴的关系D.行星运动速度不变3.关于航天器的轨道能量，以下说法正确的是（）A.轨道能量越大，轨道越高B.轨道能量只与速度有关C.轨道能量与轨道形状无关D.轨道能量为负表示航天器无法脱离地球4.当航天器在椭圆轨道近地点时，其（）A.速度最小B.加速度最小C.势能最小D.动能最小5.航天器变轨时，改变轨道平面需要改变（）A.速度大小B.速度方向C.航天器质量D.轨道半长轴6.地球同步轨道的特点是（）A.轨道周期与地球自转周期相同B.轨道高度固定不变C.轨道倾角为0度D.航天器始终位于赤道上空7.轨道摄动的主要原因不包括（）A.地球非球形引力B.太阳辐射压力C.航天器自身动力系统故障D.月球引力8.霍曼转移轨道是一种（）A.椭圆轨道B.圆轨道C.抛物线轨道D.双曲线轨道9.航天器在轨道上的角动量（）A.始终保持不变B.与速度成正比C.与轨道半长轴成反比D.只在特定轨道段保持不变10.关于航天器交会对接，以下说法错误的是（）A.需要精确控制航天器的轨道和姿态B.可以通过主动航天器和被动航天器配合实现C.对接过程中速度不需要调整D.对接成功后航天器成为一个整体二、多项选择题（总共5题，每题5分，每题有两个或两个以上正确答案，请将正确答案填入括号内，少选、多选、错选均不得分）：1.影响航天器轨道的因素有（）A.地球引力B.太阳引力C.航天器初始速度和方向D.航天器质量分布E.地球大气阻力2.以下哪些轨道属于圆轨道的特殊情况（）A.地球同步轨道B.极地轨道C.赤道轨道D.太阳同步轨道E.静止轨道3.航天器轨道控制的方法有（）A.喷气控制B.引力辅助控制C.利用航天器姿态调整轨道D.改变航天器质量E.利用地球磁场控制4.轨道力学中的守恒量有（）A.能量B.角动量C.质量D.动量E.冲量5.关于航天器重返大气层，正确的说法有（）A.需要考虑气动加热问题B.可以通过调整姿态控制落点C.重返速度越高，气动加热越严重D.航天器形状对重返过程无影响E.重返过程中要避免与大气剧烈摩擦三、判断题（总共10题，每题2分，请判断下列说法的正误，正确的打“√”，错误的打“×”）：1.航天器在轨道上的运动完全遵循牛顿万有引力定律。（）2.轨道半长轴相同的椭圆轨道，其形状一定相同。（）3.航天器的轨道能量可以通过改变速度大小来调整，但不能通过改变轨道形状调整。（）4.太阳同步轨道的航天器始终能在相同的光照条件下运行。（）5.轨道摄动只会使航天器轨道逐渐偏离预定轨道，不会使其返回地球。（）6.霍曼转移轨道是实现航天器从低轨道到高轨道转移最节省能量的方式。（）7.航天器在轨道上的角动量守恒意味着其速度大小不变。（）8.地球同步轨道上的航天器相对地球是静止的。（）9.航天器交会对接时，主动航天器可以通过自身运动主动寻找并靠近被动航天器。（）10.航天器重返大气层时，只要速度合适就不会烧毁。（）四、简答题（总共3题，每题10分，请简要回答下列问题）：1.简述开普勒三大定律的内容及其在航天动力学中的意义。2.说明航天器轨道控制的基本原理和常用方法。3.分析轨道摄动对航天器轨道的影响以及应对措施。五、论述题（总共2题，每题15分，请详细论述下列问题）：1.阐述航天器从发射到进入预定轨道的整个过程中，涉及的航天动力学原理及关键技术要点。2.探讨未来航天工程中，航天动力学可能面临的挑战以及相应的发展趋势。答案：一、选择题1.C2.B3.A4.C5.B6.A7.C8.A9.A10.C二、多项选择题1.ABCE2.ACE3.ABC4.AB5.ABC三、判断题1.√2.×3.×4.√5.×6.√7.×8.×9.√10.×四、简答题1.开普勒第一定律：行星绕太阳运动的轨道是椭圆，太阳位于椭圆的一个焦点上。意义在于确定了航天器轨道的基本形状。第二定律：行星与太阳连线在相等时间内扫过相等面积，表明航天器在轨道上速度的变化规律。第三定律：行星公转周期的平方与轨道半长轴的立方成正比，用于计算航天器轨道周期等参数。2.基本原理是通过改变航天器的速度大小和方向来调整轨道。常用方法有喷气控制，利用喷出气体的反作用力改变速度；引力辅助控制，借助其他天体引力改变航天器能量和轨道；还可通过姿态调整间接影响轨道。3.轨道摄动会使航天器轨道参数如半长轴、偏心率、倾角等逐渐变化，导致轨道偏离预定轨道。应对措施有定期进行轨道修正，利用轨道控制技术调整轨道；精确测量轨道摄动因素，提前规划轨道调整策略；优化航天器设计，减少摄动影响。五、论述题1.发射阶段利用火箭发动机的推力克服地球引力，使航天器获得足够速度进入初始轨道。此过程涉及牛顿第二定律，关键是精确控制推力大小和方向。入轨阶段通过调整速度和姿态，使航天器进入预定轨道，依据轨道力学原理计算调整参数，关键技术包括精确的轨道测量和控制技术