2026年航天装备设计与研发技能考核试题集

2026年航天装备设计与研发技能考核试题集一、单选题（每题2分，共20题）1.中国航天器结构设计中，常采用铝合金材料的主要原因是其（）。A.热导率高B.密度小、强度高C.耐腐蚀性强D.焊接性能好2.长征五号火箭芯级助推器分离机构的典型设计是（）。A.机械式爆炸螺栓B.液压推动式C.电磁解锁式D.气体喷射式3.卫星姿态控制系统常用的执行机构是（）。A.太阳帆板B.磁力矩器C.反作用飞轮D.红外敏感器4.航天器热控涂层中，黑涂层的主要作用是（）。A.高效反射太阳辐射B.高效吸收太阳辐射C.隔绝红外辐射D.调节温度梯度5.空间站舱外活动（EVA）宇航服的生命保障系统核心是（）。A.压力调节装置B.通信系统C.热控制系统D.氧气供应系统6.中国空间站“天宫”采用的对接机构类型是（）。A.螺纹式对接器B.卡环式对接器C.膨胀式对接器D.碰撞式对接器7.运载火箭发动机推力矢量控制（TVC）常用方法不包括（）。A.改变燃烧室压力B.涡轮喷管偏转C.燃气舵偏转D.火箭助推器数量调节8.卫星太阳能电池帆板效率提升的关键因素是（）。A.减小电池板厚度B.增加电池板面积C.提高光电转换效率D.降低电池板重量9.航天器轨道机动常用的推进技术是（）。A.固体火箭发动机B.液体火箭发动机C.电推进系统D.火箭助推器10.空间环境对航天器的主要威胁不包括（）。A.太阳粒子事件B.微流星体撞击C.地球磁场干扰D.恒星风腐蚀二、多选题（每题3分，共10题）1.运载火箭级间分离系统需满足的要求包括（）。A.高可靠性B.快速分离C.火箭残骸安全坠落D.减小分离冲击2.航天器姿态确定系统的常用传感器有（）。A.红外敏感器B.惯性测量单元（IMU）C.星敏感器D.磁力矩器3.空间站舱外对接机构的设计需考虑（）。A.力学载荷承受B.电磁兼容性C.热控匹配D.快速对接能力4.航天器热控系统常用的材料包括（）。A.多孔金属B.薄膜涂层C.相变材料D.散热器翅片5.运载火箭发动机燃烧室设计需考虑（）。A.燃烧稳定性B.推力效率C.热应力控制D.材料耐高温性6.卫星通信系统的主要组成部分包括（）。A.天线系统B.调制解调器C.通信协议D.热控外壳7.航天器结构抗振动设计需考虑（）。A.谐振频率分析B.隔振材料应用C.动态有限元分析D.火箭发射过载8.空间站舱外宇航服的关键技术包括（）。A.压力调节系统B.热防护系统C.微流星体防护D.生命保障系统9.电推进系统的主要优势包括（）。A.推力比高B.燃料消耗低C.控制精度高D.启动时间短10.航天器轨道维持常用的策略包括（）。A.侧向推进B.碰撞规避机动C.轨道高度调整D.能量耗散三、判断题（每题1分，共10题）1.长征七号火箭采用液氧煤油发动机，属于吸气式发动机。（×）2.空间站舱外宇航服需具备完全自主生命保障能力。（√）3.航天器姿态控制系统常用磁力矩器在地球磁纬度低区域效果最佳。（√）4.运载火箭级间分离的爆炸螺栓通常采用高强度钢材料。（√）5.卫星太阳能电池帆板的多晶硅电池效率高于非晶硅电池。（√）6.空间环境中的原子氧主要对航天器表面涂层造成腐蚀。（√）7.长征二号F火箭的逃逸塔系统采用全动式逃逸发动机。（√）8.航天器热控涂层中的白涂层能有效反射红外辐射。（√）9.电推进系统适用于短时高功率需求的航天任务。（×）10.空间站对接机构的缓冲装置需承受多次重复对接载荷。（√）四、简答题（每题5分，共5题）1.简述运载火箭级间分离机构的典型设计要求。答案要点：高可靠性、快速分离、安全坠落、冲击控制、环境适应性。2.航天器姿态控制系统如何实现精确指向？答案要点：传感器（星敏感器、IMU等）测量姿态、控制算法（PID等）解算指令、执行机构（飞轮、磁力矩器等）执行调整。3.空间站舱外对接机构的设计需考虑哪些关键因素？答案要点：力学载荷、热控匹配、电磁兼容、快速对接、安全缓冲。4.简述航天器热控系统的基本工作原理。答案要点：通过材料（涂层、多孔金属等）或系统（散热器、相变材料等）调节航天器表面温度，防止过热或过冷。5.电推进系统相比传统化学推进有何技术优势？答案要点：推力比高、燃料消耗低、控制精度高、寿命长，适用于长期任务。五、计算题（每题10分，共2题）1.某运载火箭芯级助推器分离机构采用爆炸螺栓，螺栓设计拉断力为800kN，若火箭过载为4g（g=9.8m/s²），求螺栓需承受的最大动态载荷。解：动态载荷=拉断力×过载系数=800kN×4=3200kN。2.某卫星太阳能电池帆板尺寸为2m×3m，采用效率为22%的多晶硅电池，当地太阳辐照度为1361W/m²，求帆板最大功率输出。解：最大功率=面积×辐照度×效率=6m²×1361W/m²×22%=1795W。六、论述题（每题15分，共2题）1.论述长征五号火箭芯级助推器分离机构的工程设计要点。答案要点：爆炸螺栓材料选择（高强度钢）、起爆机制（高可靠性）、分离速度控制、残骸轨迹设计、环境防护（防腐蚀、防电磁干扰）。2.论述空间站舱外对接机构的设计挑战与解决方案。答案要点：挑战包括力学载荷、热控匹配、电磁兼容、快速对接等；解决方案包括采用柔性缓冲装置、热控涂层、磁屏蔽设计、自动化对接技术。答案与解析一、单选题1.B（铝合金密度低、强度高，适合航天器结构轻量化需求）2.A（长征五号助推器采用机械式爆炸螺栓分离）3.C（反作用飞轮是典型的姿态控制执行机构）4.B（黑涂层高效吸收太阳辐射，用于被动热控）5.A（EVA宇航服核心是维持舱外压力平衡）6.B（中国空间站采用卡环式对接器）7.D（火箭助推器数量调节非推力矢量控制方法）8.C（光电转换效率是电池板性能关键）9.B（液体火箭发动机适合轨道机动）10.C（地球磁场干扰属于地面环境问题，非空间威胁）二、多选题1.ABCD（级间分离需高可靠性、快速分离、安全坠落、冲击控制）2.ABC（姿态确定系统常用红外、IMU、星敏感器）3.ABCD（对接机构需力学、电磁、热控、快速对接设计）4.ABCD（热控材料包括多孔金属、薄膜涂层、相变材料、散热器翅片）5.ABCD（燃烧室设计需考虑燃烧稳定性、推力效率、热应力、材料耐高温性）6.ABCD（卫星通信系统包括天线、调制解调器、通信协议、热控外壳）7.ABCD（结构抗振动设计需考虑谐振频率、隔振材料、动态分析、发射过载）8.ABCD（宇航服关键技术包括压力调节、热防护、微流星体防护、生命保障）9.ABC（电推进优势包括高推力比、低燃料消耗、高控制精度）10.ACD（轨道维持策略包括侧向推进、轨道高度调整、能量耗散）三、判断题1.×（长征七号采用液氧煤油发动机，但属于化学推进）2.√（宇航服需完全自主维持生命）3.√（磁力矩器在低磁纬度区域效果最佳）4.√（爆炸螺栓需高强度材料保证可靠性）5.√（多晶硅电池效率高于非晶硅）6.√（原子氧对涂层腐蚀明显）7.√（逃逸塔采用全动式发动机）8.√（白涂层反射红外，用于被动热控）9.×（电推进适合长期低功率需求任务）10.√（对接机构需承受多次对接载荷）四、简答题1.答案要点：高可靠性、快速分离、安全坠落、冲击控制、环境适应性。2.答案要点：传感器测量姿态、控制算法解算指令、执行机构调整。3.答案要点：力学载荷、热控匹配、电磁兼容、快速对接、安全缓冲。4.答案要点：通过材料或系统调节表面温度，防止过热或过冷。5.答案要点：推力比高、燃料消耗低、控制精度高、寿命长。五、计算题1.解：动态载荷=800kN×4=320