2025年大学（飞行器动力工程）航空发动机设计实务测试题及答案

2025年大学（飞行器动力工程）航空发动机设计实务测试题及答案

（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：本卷共6题，每题5分。每题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。请将正确答案填写在相应位置。1.航空发动机设计中，核心机的设计不包括以下哪个方面？A.压气机设计B.燃烧室设计C.尾喷管设计D.涡轮设计2.以下哪种材料常用于航空发动机高温部件？A.铝合金B.钛合金C.镍基高温合金D.镁合金3.航空发动机的性能指标中，反映发动机推进效率的是？A.推力B.燃油消耗率C.涵道比D.推重比4.发动机设计中，减小进气道总压恢复系数损失的主要措施不包括？A.优化进气道外形B.增加进气道长度C.采用整流装置D.降低进气道表面粗糙度5.航空发动机的喘振是一种？A.正常工作现象B.不稳定工作状态C.高效率工作状态D.与性能无关的现象6.涡轮风扇发动机的风扇通常采用？A.轴流式B.离心式C.混合流式D.斜流式第II卷（非选择题，共70分）二、填空题（共10分）答题要求：本大题共5个空，每空2分。请将答案填写在相应位置。1.航空发动机的主要组成部分包括进气道、压气机、燃烧室、______和尾喷管。2.发动机的热力循环主要有______、等压加热循环和混合加热循环。3.提高航空发动机热效率的主要途径包括提高燃烧效率、减少______损失等。4.航空发动机设计中，压气机的增压比是指______与进气压力之比。5.燃烧室的主要性能指标包括燃烧效率、______和出口温度分布。三、简答题（共20分）答题要求：本大题共4题，每题5分。简要回答问题，答案应简洁明了。1.简述航空发动机设计中压气机的作用。2.说明航空发动机燃烧室设计的关键要点。3.航空发动机涡轮设计需要考虑哪些因素？4.解释航空发动机推重比的含义及其重要性。四、材料分析题（共20分）答题要求：阅读以下材料，回答问题。材料：在航空发动机设计中，某型号发动机在实际运行过程中出现了涡轮叶片过热的问题。经过分析，发现是由于燃烧室出口温度过高，导致进入涡轮的燃气温度超出了涡轮叶片材料的承受范围。为了解决这个问题，设计团队采取了一系列措施，包括优化燃烧室的燃烧组织，提高燃烧效率，降低燃烧温度峰值；同时，对涡轮叶片材料进行了改进，采用了更高性能的耐高温材料。问题1：请分析涡轮叶片过热的原因。（5分）问题2：设计团队采取的措施中，优化燃烧室燃烧组织的目的是什么？（5分）问题3：采用更高性能耐高温材料对解决涡轮叶片过热问题有何作用？（5分）问题4：从这个案例中，你认为航空发动机设计中各部件之间的相互关系是怎样的？（5分）五、综合设计题（共20分）答题要求：假设你要设计一款新型航空发动机，要求满足一定的推力和燃油经济性指标。请阐述你的设计思路，包括主要部件的设计要点、采用的技术手段等。答案：第I卷答案1.C2.C3.B4.B5.B6.A第II卷答案二、填空题1.涡轮2.等容加热循环3.热损失4.出口压力5.总压恢复系数三、简答题1.压气机的作用是提高空气压力，使空气具有足够的能量进入燃烧室与燃油混合燃烧，同时为涡轮提供高压空气，驱动涡轮旋转。2.关键要点包括合理的燃烧组织，确保燃料充分燃烧；良好的热负荷分布，避免局部过热；高效的混合过程，提高燃烧效率；以及可靠的点火系统等。3.需考虑燃气温度、压力、流量等参数，叶片的强度、刚度、耐高温性能，冷却技术的应用，以及与其他部件的匹配等因素。4.推重比是发动机推力与发动机重量之比。它反映了发动机的性能水平，推重比越高，发动机性能越好，越有利于提高飞行器的机动性和燃油经济性等。四、材料分析题1.原因是燃烧室出口温度过高，使得进入涡轮的燃气温度超出涡轮叶片材料承受范围。2.目的是提高燃烧效率，降低燃烧温度峰值，从而减少进入涡轮的燃气温度。3.可提高涡轮叶片的耐高温能力，使其能承受更高的燃气温度，避免过热。4.各部件相互关联，一个部件的性能变化会影响其他部件。燃烧室温度影响涡轮，涡轮性能又与发动机整体性能相关，设计时需综合考虑各部件协同工作。五、综合设计题设计思路：首先确定发动机的总体性能指标，如推力和燃油经济性要求。对于进气道，优化外形以提高总压恢复系数。压气机采用先进的设计技术提高增压比。燃烧室采用高效燃