2026年升空类烟花推进剂与稳定杆设计试题含答案

2026年升空类烟花推进剂与稳定杆设计试题含答案一、单选题（每题2分，共20题）1.升空类烟花中，用于产生推力的推进剂主要成分是（）。A.氧化剂B.燃料C.稳定剂D.黏合剂2.下列哪种推进剂适合用于要求推力平稳、持续时间较长的升空烟花？（）A.高氯酸铵B.黑火药C.硝酸钾D.硫磺3.设计升空烟花稳定杆时，通常采用锥形或圆柱形的主要原因是（）。A.增加美观效果B.提高空气动力学稳定性C.方便运输D.降低生产成本4.稳定杆的长度通常控制在烟花直径的（）。A.0.5～1倍B.1～1.5倍C.2～3倍D.4～5倍5.升空烟花推进剂中，加入少量高氯酸铵的主要作用是（）。A.提高燃烧速度B.增强稳定性C.减少烟雾D.降低成本6.在设计升空烟花推进剂时，若要增加射高，应优先调整（）。A.燃料比例B.氧化剂比例C.推进剂密度D.稳定杆角度7.稳定杆的倾斜角度通常控制在（）。A.0°～5°B.10°～20°C.30°～40°D.50°～60°8.升空烟花推进剂中，硝酸钾的主要作用是（）。A.提供推力B.作为氧化剂C.增加色彩D.提高燃烧速度9.稳定杆的直径通常控制在烟花直径的（）。A.0.1～0.2倍B.0.2～0.3倍C.0.3～0.4倍D.0.4～0.5倍10.升空烟花推进剂中，加入少量金属粉末的主要作用是（）。A.提高燃烧速度B.增加烟雾C.降低成本D.提升稳定性二、多选题（每题3分，共10题）1.升空烟花推进剂的主要成分包括（）。A.氧化剂B.燃料C.稳定剂D.黏合剂E.催化剂2.设计稳定杆时需要考虑的因素包括（）。A.空气动力学稳定性B.射高C.燃烧速度D.成本E.美观效果3.升空烟花推进剂的性能指标包括（）。A.燃烧速度B.推力C.稳定性D.密度E.燃烧温度4.稳定杆的材料通常选择（）。A.铝合金B.钛合金C.碳纤维复合材料D.铜合金E.玻璃纤维复合材料5.升空烟花推进剂中，常用的氧化剂包括（）。A.硝酸钾B.高氯酸铵C.硫酸钾D.硝酸铵E.氯酸钾6.稳定杆的设计需要满足（）。A.空气动力学稳定性B.轻量化C.强度要求D.成本控制E.美观性7.升空烟花推进剂的燃烧方式包括（）。A.拉伸燃烧B.爆燃C.缓燃D.熔融燃烧E.气相燃烧8.稳定杆的形状设计需要考虑（）。A.锥形B.圆柱形C.弯曲形D.扁平形E.多棱形9.升空烟花推进剂中，常用的燃料包括（）。A.木炭B.硫磺C.铝粉D.镁粉E.糖类10.稳定杆的安装方式包括（）。A.焊接B.焊接+螺栓固定C.卡扣固定D.黏合剂固定E.榫卯结构三、判断题（每题2分，共10题）1.升空烟花推进剂的燃烧速度越快，射高越高。（）2.稳定杆的长度越长，烟花稳定性越好。（）3.升空烟花推进剂中，氧化剂的主要作用是提供推力。（）4.稳定杆的倾斜角度越大，烟花射程越远。（）5.硝酸钾是升空烟花推进剂中常用的氧化剂。（）6.稳定杆的材料选择对烟花稳定性有显著影响。（）7.升空烟花推进剂的密度越大，燃烧速度越快。（）8.稳定杆的形状设计对烟花稳定性无影响。（）9.升空烟花推进剂中，加入少量金属粉末可以提高燃烧效率。（）10.稳定杆的安装方式对烟花稳定性无影响。（）四、简答题（每题5分，共5题）1.简述升空烟花推进剂的设计原则。2.简述稳定杆的设计要点。3.简述升空烟花推进剂的性能指标有哪些。4.简述稳定杆的材料选择依据。5.简述升空烟花推进剂中常用的氧化剂及其作用。五、计算题（每题10分，共2题）1.某升空烟花直径为100mm，设计稳定杆长度为120mm，直径为20mm，倾斜角度为15°。假设烟花推进剂燃烧速度为2m/s，推力为50N。计算稳定杆的空气动力学阻力，并说明其对烟花稳定性的影响。2.某升空烟花推进剂中，硝酸钾、木炭和高氯酸铵的质量比为2:1:1。计算该推进剂的燃烧温度，并说明其对烟花射高的影响。六、论述题（每题15分，共2题）1.论述升空烟花推进剂与稳定杆设计对烟花安全性的影响。2.论述升空烟花推进剂与稳定杆设计的未来发展趋势。答案与解析一、单选题答案与解析1.B解析：升空类烟花中，推进剂的主要成分是燃料，通过燃烧产生推力。2.B解析：黑火药燃烧平稳，适合用于要求推力平稳、持续时间较长的升空烟花。3.B解析：锥形或圆柱形稳定杆能提高空气动力学稳定性，使烟花在空中旋转稳定。4.B解析：稳定杆长度通常控制在烟花直径的1～1.5倍，既能保证稳定性又不会过于冗长。5.A解析：高氯酸铵能提高燃烧速度，增强推力。6.B解析：增加氧化剂比例可以提高燃烧温度和推力，从而增加射高。7.B解析：10°～20°的倾斜角度能保证烟花在空中稳定旋转。8.B解析：硝酸钾是常见的氧化剂，能支持燃烧。9.B解析：稳定杆直径通常控制在烟花直径的0.2～0.3倍，既能保证强度又不会过于粗大。10.A解析：金属粉末能提高燃烧温度和亮度，增强推力。二、多选题答案与解析1.A、B解析：推进剂主要由氧化剂和燃料组成，稳定剂和黏合剂用于改善性能。2.A、B、C、D解析：稳定杆设计需考虑空气动力学稳定性、射高、燃烧速度和成本。3.A、B、C、D、E解析：性能指标包括燃烧速度、推力、稳定性、密度和燃烧温度。4.A、C、E解析：铝合金、碳纤维复合材料和玻璃纤维复合材料轻质且强度高。5.A、B、D、E解析：硝酸钾、高氯酸铵、硝酸铵和氯酸钾是常见的氧化剂。6.A、B、C、D解析：稳定杆需满足空气动力学稳定性、轻量化、强度要求和成本控制。7.A、B、C、E解析：拉伸燃烧、爆燃、缓燃和气相燃烧是常见的燃烧方式。8.A、B、C解析：锥形、圆柱形和弯曲形能提高空气动力学稳定性。9.A、B、C、D解析：木炭、硫磺、铝粉和镁粉是常见的燃料。10.B、C、D解析：焊接+螺栓固定、卡扣固定和黏合剂固定是常见的安装方式。三、判断题答案与解析1.×解析：燃烧速度过快可能导致不稳定，反而不利于射高。2.×解析：过长会增加空气阻力，反而影响稳定性。3.×解析：氧化剂主要提供氧气支持燃烧，推力主要来自燃料。4.×解析：过大角度会导致不稳定旋转。5.√解析：硝酸钾是常见的氧化剂。6.√解析：材料强度和重量影响稳定性。7.×解析：密度过大反而会降低燃烧速度。8.×解析：形状直接影响空气动力学稳定性。9.√解析：金属粉末能提高燃烧温度和亮度。10.×解析：安装方式影响稳定杆的牢固程度。四、简答题答案与解析1.升空烟花推进剂的设计原则-燃烧速度适中：既保证推力又避免过快导致不稳定。-稳定性高：燃烧过程中推力均匀，避免剧烈波动。-密度合理：保证推力同时减轻重量。-成本控制：在满足性能的前提下降低成本。-安全性：避免产生过多有害气体和碎片。2.稳定杆的设计要点-长度：通常为烟花直径的1～1.5倍。-直径：为烟花直径的0.2～0.3倍。-倾斜角度：10°～20°。-材料：轻质且强度高，如铝合金、碳纤维复合材料。-形状：锥形或圆柱形，以提高空气动力学稳定性。3.升空烟花推进剂的性能指标-燃烧速度：影响推力和射高。-推力：决定烟花射高和射程。-稳定性：燃烧过程中推力是否均匀。-密度：影响重量和推力效率。-燃烧温度：影响燃烧效率和亮度。4.稳定杆的材料选择依据-轻量化：减少空气阻力，提高稳定性。-强度：保证在高速旋转下不变形。-成本：在满足性能的前提下降低成本。-加工性：便于生产制造。5.升空烟花推进剂中常用的氧化剂及其作用-硝酸钾：提供氧气支持燃烧，成本低。-高氯酸铵：燃烧速度快，推力大。-硫酸钾：提高燃烧稳定性，减少烟雾。-硝酸铵：燃烧温度高，推力大。-氯酸钾：氧化能力强，但易燃性高。五、计算题答案与解析1.计算稳定杆的空气动力学阻力-稳定杆直径：20mm=0.02m-稳定杆迎风面积：A=πr²=π(0.01)²≈3.14×10⁻⁴m²-空气密度：ρ≈1.225kg/m³（标准大气压下）-稳定杆倾斜角度：15°-空气阻力系数：Cd≈1.2（圆柱形）-稳定杆旋转速度：v=2m/s（假设烟花速度）-空气阻力：Fd=0.5ρv²CdA=0.5×1.225×(2)²×1.2×3.14×10⁻⁴≈4.62×10⁻³N-解析：稳定杆的空气动力学阻力较小，对烟花稳定性影响不大，但能提供一定的旋转力矩，使烟花稳定旋转。2.计算推进剂的燃烧温度-硝酸钾质量：2kg-木炭质量：1kg-高氯酸铵质量：1kg-燃烧温度参考值：-硝酸钾燃烧温度：~2000℃-木炭燃烧温度：~3000℃-高氯酸铵燃烧温度：~2500℃-平均燃烧温度：T=(2000+3000+2500)/3≈2500℃-解析：燃烧温度较高，能提供足够的推力，使烟花射高增加。六、论述题答案与解析1.升空烟花推进剂与稳定杆设计对烟花安全性的影响-推进剂设计：燃烧速度和推力若控制不当，可能导致烟花失控爆炸，危及安全。-稳定杆设计：若稳定杆过长或角度过大，可能导致烟花在空中不稳定旋转，甚至解体坠落。-材料选择：使用易燃或易爆材料会增加安全隐患。-解析：合理的推进剂和稳定杆设计能保证烟花稳定飞行，降低安全事故风险。2.