2026年大学大二（飞行器设计与工程）飞行器结构设计基础测试题及答案

2025年大学大二（飞行器设计与工程）飞行器结构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小题，每小题5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.飞行器结构设计中，以下哪种结构形式能最有效地提高结构的承载能力和刚度？A.桁架结构B.框架结构C.薄壁结构D.整体结构2.对于飞行器机翼结构设计，其主要承受的载荷不包括以下哪一项？A.气动力B.惯性力C.发动机推力D.弯矩3.在飞行器结构设计中，考虑材料的疲劳特性时，以下哪种材料的疲劳寿命相对较长？A.铝合金B.钛合金C.高强度钢D.复合材料4.飞行器机身结构设计中，为了保证机身的密封性，通常采用的连接方式是？A.铆接B.焊接C.胶接D.螺栓连接5.以下哪种结构优化方法不属于飞行器结构设计中常用的方法？A.拓扑优化B.形状优化C.尺寸优化D.色彩优化6.飞行器起落架结构设计时，需要重点考虑的因素是？A.美观性B.舒适性C.可靠性和缓冲性能D.轻量化第II卷（非选择题共70分）（一）简答题（共20分）答题要求：简要回答问题，需条理清晰，语言简洁。1.简述飞行器结构设计的基本原则。（10分）2.说明飞行器机翼结构设计中，如何提高机翼的颤振临界速度。（10分）（二）分析题（共20分）答题要求：对给定的飞行器结构问题进行分析，阐述原因并提出解决方案。1.某飞行器在飞行过程中，发现机身出现局部变形过大的情况，请分析可能的原因，并提出改进措施。（10分）2.对于飞行器的复合材料结构，在制造过程中容易出现哪些质量问题？如何进行质量控制？（10分）（三）设计题（共15分）答题要求：根据题目要求进行飞行器结构的设计，包括结构形式、材料选择等。设计一个小型飞行器的尾翼结构，要求满足基本的飞行性能要求，简述设计思路和主要参数。（15分）（四）材料题（共15分）答题材料：在飞行器结构设计中，材料的选择至关重要。现有铝合金、钛合金、复合材料三种材料可供选择。铝合金具有密度低、成本低、加工性能好等优点；钛合金具有高强度、耐高温、耐腐蚀等特性；复合材料具有比强度高、比刚度高、可设计性强等优势。题目：请根据不同的飞行器部位和设计要求，选择合适的材料，并说明理由。1.飞行器的机翼前缘部位，需要承受较高的气动加热和磨损，应选择哪种材料？为什么？（每题5分）2.飞行器的机身框架结构，在保证一定强度的同时希望减轻重量，哪种材料较为合适？阐述原因。（每题5分）3.飞行器的发动机短舱结构，既要承受高温又要保证结构强度，应选用何种材料？说明依据（每题5分）（五）综合题（共）答题要求：结合所学知识，综合分析和解决飞行器结构设计中的复杂问题。1.随着飞行器性能要求的不断提高，飞行器结构设计面临着越来越多的挑战。例如，如何在保证结构强度和刚度的前提下，进一步减轻结构重量；如何提高飞行器结构的隐身性能等。请针对这些挑战，谈谈你的看法和应对措施。（15分）答案：第I卷1.D2.C3.D4.C5.D6.C第II卷1.飞行器结构设计的基本原则包括：满足飞行性能要求，如强度、刚度、稳定性等；重量轻，以提高飞行效率和经济性；可靠性高，确保飞行安全；便于制造、维护和修理；具有良好的空气动力学外形等。2.提高机翼颤振临界速度的方法有：增加机翼的刚度，如采用更厚的蒙皮、更强的肋条等；合理布置结构元件，优化机翼的结构布局；采用颤振抑制装置，如阻尼器等。1.机身局部变形过大可能原因：结构设计不合理，局部受力集中；材料选择不当，强度不足；制造工艺问题，如焊接、铆接质量不佳。改进措施：重新优化结构设计，分散受力；更换合适材料；加强制造过程质量控制，提高焊接、铆接质量。2.复合材料结构制造中质量问题：纤维铺设不均匀；树脂含量控制不当；界面结合不良。质量控制措施：采用先进铺设设备确保纤维铺设均匀；精确控制树脂注入量；优化成型工艺提高界面结合强度。设计思路：采用梁式结构，以减轻重量并保证强度。选用复合材料，利用其比强度高的特点。主要参数：尾翼面积根据飞行器总体要求确定，梁的尺寸根据受力计算得出，保证尾翼能提供足够的操纵力。1.机翼前缘部位应选择钛合金。因为钛合金耐高温、耐腐蚀，能承受较高的气动加热和磨损，满足该部位的工作要求。2.机身框架结构可选择铝合金。铝合金密度低，能在保证一定强度的同时有效减轻重量，符合机身框架对重量的要求。3.发动机短舱结构应选用复合材料。复合材料可设计性强，能根据高温环境要求进行材料设计，同时满足承受高温和保证结构强度的需求。1.对于减轻结构重量，可采用更先进的