2025年大学（航空航天工程）航天器设计基础测试题及答案

2025年大学（航空航天工程）航天器设计基础测试题及答案

（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。在每题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。请将正确答案的序号填在括号内。1.航天器设计中，以下哪种轨道类型最适合进行地球同步通信？（）A.低地球轨道B.中地球轨道C.地球静止轨道D.太阳同步轨道2.航天器姿态控制系统中，常用的敏感器不包括以下哪种？（）A.陀螺仪B.加速度计C.星敏感器D.磁强计3.对于航天器的热控系统，以下哪种散热方式在真空中效果最好？（）A.传导散热B.对流散热C.辐射散热D.蒸发散热4.航天器结构设计中，为提高结构的强度和刚度，常采用以下哪种结构形式？（）A.桁架结构B.薄壁结构C.蜂窝结构D.框架结构5.以下哪种推进系统是目前航天器最常用的？（）A.化学推进系统B.电推进系统C.核能推进系统D.太阳能推进系统6.在航天器设计中，考虑到空间环境的影响，以下哪种材料具有较好的抗辐射性能？（）A.铝合金B.钛合金C.碳纤维复合材料D.玻璃纤维复合材料第II卷（非选择题，共70分）（一）填空题（共15分）答题要求：本大题共5空，每空3分。请将答案填写在横线上。1.航天器的轨道参数包括轨道半长轴、轨道偏心率、轨道倾角、近地点幅角和______。2.航天器姿态控制的基本方式有自旋稳定、重力梯度稳定、______和三轴稳定。3.热控涂层按功能可分为温控涂层、光学涂层和______。4.航天器结构设计的基本原则包括强度要求、刚度要求、______和可靠性要求。5.电推进系统主要包括离子推进、霍尔推进和______。（二）简答题（共20分）答题要求：本大题共2题，每题10分。简要回答问题。1.简述航天器设计中轨道选择的主要考虑因素。2.说明航天器姿态控制系统的主要组成部分及其作用。（三）材料分析题（共15分）答题要求：阅读以下材料，回答问题。材料：在航天器设计中，某新型航天器采用了一种新型复合材料结构。这种复合材料具有高强度重量比、良好的耐腐蚀性和抗疲劳性能。在热控方面，采用了多层隔热材料和可变发射率涂层，有效降低了航天器内部的温度波动。姿态控制系统采用了先进的星敏感器和高精度陀螺仪，实现了高精度的姿态控制。问题：请分析该航天器在结构、热控和姿态控制方面的设计特点及其优势。（四）论述题（共15分）答题要求：本大题共1题，15分。论述航天器设计中如何综合考虑各种因素以确保航天器的性能和可靠性。材料：随着航天技术的不断发展，航天器的功能越来越复杂，对其性能和可靠性的要求也越来越高。在设计航天器时，需要考虑众多因素，如轨道选择、姿态控制、热控、结构设计、推进系统等。这些因素相互关联、相互影响，任何一个环节出现问题都可能影响航天器的整体性能和可靠性。例如，轨道选择不当可能导致航天器无法到达预定位置或无法完成任务；姿态控制不准确可能影响航天器的观测、通信等功能；热控不良可能导致航天器内部温度过高或过低，影响设备正常运行；结构设计不合理可能导致航天器在发射或运行过程中出现故障；推进系统故障可能使航天器无法按计划推进或改变轨道。（五）设计题（共15分）答题要求：本大题共1题，15分。设计一个简单的航天器轨道控制系统。要求说明系统的主要组成部分、工作原理和控制策略。答案：第I卷答案：1.C2.B3.C4.C5.A6.B第II卷答案：（一）1.升交点赤经2.磁力矩稳定3.防静电涂层4.轻量化要求5.电弧推进（二）1.轨道选择主要考虑因素有任务需求，如通信、观测等；轨道寿命，要能满足任务时长；发射成本，选择合适轨道降低发射难度和成本；轨道环境，包括空间辐射、微重力等影响。2.姿态控制系统主要组成部分有敏感器，用于测量姿态；控制器，根据测量信息计算控制指令；执行机构，执行控制指令改变姿态。敏感器获取姿态信息，控制器处理并发出指令，执行机构实现姿态调整。（三）结构方面采用新型复合材料，高强度重量比可减轻重量、提高运载能力，良好耐腐蚀性和抗疲劳性能保障结构可靠性。热控采用多层隔热材料和可变发射率涂层，有效降低温度波动，确保设备正常工作。姿态控制采用先进星敏感器和高精度陀螺仪，实现高精度姿态控制，满足观测、通信等任务需求。（四）在航天器设计中，综合考虑各种因素至关重要。轨道选择要契合任务需求，兼顾轨道寿命、发射成本和环境。姿态控制需精准，确保敏感器、控制器和执行机构协同工作。热控要根据不同部位需求采用合适方式，维持稳定温度。结构设计遵循强度、刚度、轻量化和可靠性原则。推进系统要可靠且满足任务要求。各环节紧密配合，通过优化设计和仿真验证，确保航天器性能和可靠性。（五）航天器轨道控制系统主要组成部分包括轨道测量设备，如雷达、光学敏感器等，用于实时测量航天器轨道参数；控制器，接收测量数据并计算控制指令；推进系统，