无人机理论知识技能考试题库及参考答案详解

无人机理论知识技能考试题库及参考答案详解一、单项选择题（每题2分，共40分）1.多旋翼无人机飞控系统中，负责实时解算飞行器姿态角（滚转、俯仰、偏航）的核心传感器是？A.气压计B.惯性测量单元（IMU）C.全球定位系统（GPS）D.视觉传感器答案：B详解：惯性测量单元（IMU）由加速度计和陀螺仪组成，加速度计测量线加速度，陀螺仪测量角速度，通过融合计算可实时解算飞行器的三维姿态角（滚转、俯仰、偏航）。气压计主要用于高度测量，GPS用于定位和导航，视觉传感器辅助定位或避障，均不直接负责姿态解算。2.以下哪种动力系统配置常见于消费级多旋翼无人机？A.单电机+燃油发动机B.双电机+锂电池C.四电机+无刷电动机+锂电池D.六电机+有刷电动机+镍氢电池答案：C详解：消费级多旋翼无人机多采用四轴或六轴结构，动力系统由无刷电动机（效率高、寿命长）、电子调速器（电调）和锂电池（能量密度高、重量轻）组成。有刷电动机因寿命短、效率低，已逐步被淘汰；燃油发动机多用于工业级大载重无人机，单电机或双电机无法满足多旋翼的姿态控制需求。3.无人机通信链路中，用于传输飞控指令和遥测数据的常用频段是？A.2.4GHzB.900MHzC.5.8GHzD.以上均可能答案：D详解：2.4GHz频段（ISM开放频段）因传输距离适中、抗干扰能力较强，广泛用于消费级无人机；900MHz频段穿透性好，适合远距离通信（如工业级无人机）；5.8GHz频段带宽大、干扰少，常用于图传（图像传输）。实际应用中，部分无人机采用双频（如2.4GHz+5.8GHz）组合，分别传输控制指令和图像数据。4.根据《无人驾驶航空器飞行管理暂行条例》，重量在250克以上（含）的微型无人机，飞行时需满足？A.无需任何标识B.必须进行实名登记C.需取得驾驶员执照D.可在管制空域自由飞行答案：B详解：《无人驾驶航空器飞行管理暂行条例》规定，微型无人机（空机重量≤4千克，最大起飞重量≤7千克）中，250克以上（含）的需进行实名登记（在民航局无人机实名登记系统注册，标注登记号）；250克以下微型无人机无需登记。驾驶员执照仅要求视距内驾驶员（视距内驾驶员执照适用于微型、轻型无人机），超视距或大型无人机需更高级别执照。管制空域飞行需提前申请飞行计划。5.无人机在稳定平飞状态下，升力与重力的关系是？A.升力大于重力B.升力等于重力C.升力小于重力D.取决于飞行速度答案：B详解：稳定平飞时，无人机处于力的平衡状态，升力与重力大小相等、方向相反（升力向上，重力向下）；推力与阻力大小相等、方向相反（推力向前，阻力向后）。若升力大于重力，飞机会爬升；升力小于重力则下降。6.以下哪种情况会导致无人机失速？A.飞行速度超过最大允许速度B.迎角超过临界迎角C.螺旋桨转速过高D.电池电压过低答案：B详解：失速是由于机翼（或螺旋桨桨叶）迎角过大，导致气流分离、升力急剧下降的现象。临界迎角是升力系数最大时的迎角，超过该角度即发生失速。飞行速度过高可能导致结构过载，螺旋桨转速过高可能引发振动，电池电压过低会影响动力输出，但均非失速的直接原因。7.视距内（VLOS）飞行时，无人机与操控者的水平距离通常不超过？A.500米B.1000米C.1500米D.2000米答案：B详解：中国民航局《民用无人机驾驶员管理规定》中，视距内飞行定义为操控者肉眼能直接观察到无人机的飞行状态，通常水平距离不超过1000米，高度不超过120米（真高）。超视距（BVLOS）飞行需额外资质和审批。8.多旋翼无人机在强侧风环境下悬停时，飞控系统会通过调整哪个参数保持位置？A.总升力B.各电机转速差C.螺旋桨桨距D.飞行模式答案：B详解：多旋翼通过改变各电机转速（即各螺旋桨升力）的差异实现姿态和位置控制。侧风环境下，风会推动无人机向顺风方向漂移，飞控系统通过增加逆风方向电机的转速（提高该侧升力）、降低顺风方向电机转速（减少该侧升力），使无人机产生反向倾斜姿态，利用升力的水平分量抵消风的推力，从而保持位置稳定。多旋翼螺旋桨为固定桨距，无法调节桨距；总升力主要影响高度，与水平位置控制无关。9.无人机电池（锂电池）充电时，正确的操作是？A.使用非原厂充电器，电流设置为2CB.充电环境温度控制在5-40℃C.充电至100%后继续充电30分钟以“激活”电池D.充电时将电池堆叠放置答案：B详解：锂电池充电需使用匹配的充电器（原厂或认证第三方），充电电流一般不超过1C（C为电池容量倍率，如5000mAh电池1C为5A），过高电流会导致发热甚至鼓包。充电环境温度应控制在5-40℃（低于5℃可能导致锂析出，高于40℃加速电池老化）。满电后应及时断电，过充会损坏电池。电池充电时需平铺放置，避免堆叠（影响散热）。10.无人机在飞行中突然失去GPS信号（仅剩视觉定位），可能出现的现象是？A.自动切换至姿态模式，无法定点悬停B.继续稳定悬停，无明显变化C.立即失控坠落D.加速向起飞点返航答案：A详解：多数消费级无人机采用GPS+视觉（或光流）组合定位。若失去GPS信号，仅靠视觉定位（通常在低空、地面纹理清晰的环境下有效），飞控系统会切换至“视觉定位模式”或“姿态模式”。姿态模式下，无人机无法通过GPS定点，需操控者手动调整水平位置；若环境光线暗或地面无纹理（如水面、雪地），视觉定位失效，可能导致漂移。11.以下哪类空域无需提前申请飞行计划？A.真高120米以下的适飞空域B.机场净空保护区C.军事管理区D.核电站上空答案：A详解：《无人驾驶航空器飞行管理暂行条例》规定，真高120米以下的适飞空域（不含管制空域）无需申请飞行计划，但需遵守飞行高度、速度限制（如微型、轻型无人机真高不超过120米，速度不超过100公里/小时）。机场净空保护区、军事管理区、核电站等属于管制空域或特殊区域，飞行前需通过空域管理平台提交飞行计划，经批准后方可飞行。12.无人机螺旋桨的“CW”和“CCW”标识分别代表？A.顺时针旋转、逆时针旋转B.中心孔直径、桨叶长度C.碳纤维材质、玻璃纤维材质D.推进桨、拉力桨答案：A详解：螺旋桨标识中，CW（Clockwise）表示顺时针旋转（从电机端看），CCW（CounterClockwise）表示逆时针旋转。多旋翼无人机为抵消反扭矩，通常采用对角电机同旋向（如前右、后左为CW，前左、后右为CCW）。13.无人机飞控系统中的“返航点”通常指？A.起飞时的GPS坐标B.操控者当前位置C.最近的降落点D.上次飞行的终点答案：A详解：返航点一般在无人机开机后（或起飞前）由GPS定位锁定，记录起飞时的经纬度和高度。当触发返航（如低电量、失控）时，无人机会自动飞回该点上空并降落。部分无人机支持手动设置返航点（如切换到新位置后重新锁定），但默认返航点为起飞点。14.以下哪种气象条件最不适合无人机飞行？A.风速5m/s（2级风），能见度5公里B.风速12m/s（6级风），能见度10公里C.阴天，气温25℃，相对湿度70%D.小雨，风速8m/s（5级风），能见度3公里答案：D详解：无人机飞行需避开降水（雨、雪）、强风（通常建议风速≤6m/s，即4级风以下）、低能见度（＜3公里）等气象条件。小雨会影响电机、电子设备防水性能（非防水无人机），降低能见度；8m/s风速接近多旋翼抗风极限（多数消费级无人机抗风等级为5-6级，即10.8-13.8m/s，但实际飞行中6级风已难以稳定控制）。15.无人机在手动模式（无GPS、无视觉定位）下飞行时，操控者需通过哪个参数判断水平位置？A.遥控器上的高度显示B.无人机与地面参照物的相对运动C.飞控屏幕的GPS坐标D.螺旋桨转速声音答案：B详解：手动模式（如“姿态模式”或“手动模式”）下，无人机无自动定点功能，操控者需通过肉眼观察无人机与地面固定参照物（如树木、建筑）的相对位置变化，判断其是否漂移，并通过遥控器的左右、前后摇杆调整水平位置。高度显示仅提供垂直信息，GPS坐标在无信号时不可用，螺旋桨声音主要反映动力状态，无法直接判断水平位置。16.无人机电机的“KV值”表示？A.电机最大电压B.每伏特电压下的转速（转/分钟）C.电机最大电流D.电机重量答案：B详解：KV值是无刷电机的重要参数，定义为“每伏特电压下的空载转速”（单位：转/分钟·伏特，RPM/V）。例如，KV2200的电机在11.1V（3S锂电池）下的空载转速约为2200×11.1≈24420转/分钟。KV值越高，电机转速越快，但扭矩越小；KV值越低，转速越慢，扭矩越大。17.以下哪种情况属于“超视距飞行”？A.操控者通过望远镜观察无人机B.无人机在操控者肉眼可见范围内（800米）C.无人机通过图传实时回传画面，操控者仅通过屏幕观察D.无人机高度100米，水平距离900米，操控者肉眼可见答案：C详解：视距内飞行要求操控者肉眼直接观察无人机（无需辅助设备），通过图传或望远镜观察均属于超视距飞行。即使无人机在1000米内，若操控者仅依赖图传画面判断状态，仍视为超视距，需取得超视距驾驶员执照并申请飞行计划。18.无人机在飞行中出现“桨叶共振”现象，可能的原因是？A.螺旋桨型号不匹配（如尺寸、螺距错误）B.电池电量不足C.飞控参数设置错误D.GPS信号弱答案：A详解：桨叶共振通常由螺旋桨与电机的匹配问题导致（如螺旋桨过重、螺距过大，或电机KV值与桨叶不匹配），导致桨叶在旋转时产生周期性振动，可能引发机身抖动甚至结构损坏。电池电量不足会导致动力下降，飞控参数错误影响姿态控制，GPS信号弱影响定位，均与桨叶共振无直接关联。19.根据《民用无人机驾驶员执照管理规定》，视距内驾驶员执照（AOPA）的报考年龄要求是？A.14周岁以上B.16周岁以上C.18周岁以上D.20周岁以上答案：B详解：中国AOPA（中国航空器拥有者及驾驶员协会）规定，视距内无人机驾驶员执照报考年龄需满16周岁，超视距执照需满16周岁，教员执照需满20周岁。20.无人机在降落时出现“飘移”（无法垂直降落），可能的原因是？A.地面有强上升气流B.电池电量过高C.螺旋桨安装方向错误D.飞控系统未校准答案：D详解：降落飘移常见原因为飞控传感器未校准（如IMU校准、磁罗盘校准），导致飞控无法准确判断姿态，无法稳定控制下降轨迹。地面上升气流会导致无人机被吹起，而非飘移；电池电量过高不影响降落；螺旋桨安装方向错误会导致起飞时无法平衡（如扭矩无法抵消），而非降落飘移。二、判断题（每题1分，共15分）1.无人机遥控站（地面站）仅需具备信号发射功能，无需接收功能。（）答案：×详解：遥控站需同时具备发射（向无人机发送控制指令）和接收（接收无人机遥测数据、图传信号）功能，双向通信是无人机稳定飞行的基础。2.锂电池长期存储时，应充电至50%-70%电量，而非满电或完全放电。（）答案：√详解：锂电池长期满电存储会加速电极材料老化，完全放电会导致电池不可逆损坏。最佳存储电量为50%-70%，环境温度5-25℃。3.无人机避障系统（如双目视觉、毫米波雷达）可在所有环境下100%避免碰撞。（）答案：×详解：避障系统存在局限性：视觉避障在低光、无纹理环境（如白墙、水面）失效；毫米波雷达对小物体（如电线）探测能力弱；所有系统均有探测距离限制（通常＜50米），高速飞行时可能来不及反应。4.重量小于250克的微型无人机，在任何空域飞行都无需申请飞行计划。（）答案：×详解：即使重量＜250克，若在管制空域（如机场净空区、军事管理区）飞行，仍需提前申请飞行计划；在适飞空域飞行时，需遵守高度限制（真高≤120米）和速度限制（≤100公里/小时）。5.无人机飞行中，遥控器电量低于20%时，应立即切换至备用遥控器。（）答案：×详解：遥控器低电量可能导致信号中断，正确操作是尽快结束飞行、降落无人机，而非切换遥控器（切换可能导致信号丢失）。6.多旋翼无人机的“轴距”是指对角两个电机中心的距离。（）答案：√详解：轴距是多旋翼的重要参数，定义为对角两个电机安装孔中心的距离（如四轴无人机的轴距为前电机与后电机中心的直线距离），直接影响无人机的尺寸和气动性能。7.无人机在“姿态模式”下飞行时，飞控会自动保持高度和水平位置。（）答案：×详解：姿态模式（AttitudeMode）下，飞控仅稳定姿态（滚转、俯仰、偏航角），不自动保持高度或水平位置（需操控者手动调整油门和方向摇杆）。定点悬停需依赖GPS或视觉定位（如“GPS模式”）。8.超视距飞行时，无人机必须装备应急通信设备（如卫星通信模块）。（）答案：√详解：《无人驾驶航空器飞行管理暂行条例》规定，超视距飞行的无人机需具备可靠的通信链路（如卫星通信），确保与操控者的实时联系，避免失控。9.无人机螺旋桨的“桨距”是指桨叶的旋转直径。（）答案：×详解：桨距（Pitch）是指螺旋桨旋转一周在空气中推进的理论距离（单位：英寸），反映桨叶的倾斜程度。桨距越大，推进效率越高，但需要更大的扭矩（需匹配低KV电机）。10.无人机在高原地区飞行时，因空气密度低，螺旋桨升力会下降，需降低起飞重量或调整电机参数。（）答案：√详解：高原地区空气密度低（气压低、氧气少），螺旋桨产生的升力与空气密度成正比，因此相同转速下升力下降。为保证飞行性能，需减少载重（如电池、任务设备），或选择更高KV值电机（提高转速以补偿升力损失）。11.无人机飞前检查时，只需检查电池电量和螺旋桨是否安装牢固，无需校准飞控传感器。（）答案：×详解：飞前检查需包括：电池电量（≥80%）、螺旋桨安装（无松动、无裂纹）、飞控传感器校准（IMU、磁罗盘，尤其是更换场地后）、GPS卫星数（≥6颗）、图传/遥控信号强度等。未校准传感器可能导致姿态控制异常。12.无人机在飞行中遭遇强电磁干扰，可能导致遥控信号丢失，触发自动返航。（）答案：√详解：多数无人机具备“失控返航”功能，当遥控信号丢失（如超过通信距离、电磁干扰）时，无人机会自动飞回返航点并降落，以降低风险。13.微型无人机（最大起飞重量≤7千克）可以在人口密集区域（如城市广场）上空任意高度飞行。（）答案：×详解：即使是微型无人机，在人口密集区域飞行时需遵守《条例》规定：真高不超过120米，且需与人群保持安全距离（通常建议水平距离≥50米），避免坠机伤人。14.无人机电机的“T”数（如2204电机）表示电机的定子外径（单位：毫米）。（）答案：√详解：无刷电机型号通常为“XXYY”，其中XX为定子外径（如22表示22毫米），YY为定子高度（如04表示4毫米）。2204电机即外径22mm、高度4mm的电机。15.无人机飞行记录（黑匣子数据）仅用于事故调查，日常飞行无需保存。（）答案：×详解：《条例》要求无人机运营者保存飞行记录至少6个月，用于监管检查、事故追溯等。部分行业（如测绘、巡检）需长期保存记录以保证数据可追溯性。三、简答题（每题5分，共45分）1.简述多旋翼无人机飞前检查的主要项目及目的。答案：飞前检查包括：（1）外观检查：螺旋桨无裂纹、变形，安装牢固（防止飞行中桨叶断裂或脱落）；机身无破损（避免结构强度不足）。（2）电池检查：电量≥80%（确保飞行时间），电池无鼓包、漏液（防止短路或起火），接口无氧化（保证接触良好）。（3）传感器校准：IMU校准（确保姿态解算准确）、磁罗盘校准（避免磁场干扰导致航向错误），尤其在金属环境或更换场地后必须校准。（4）通信测试：遥控信号强度（≥90%，防止失控）、图传画面清晰（无花屏、卡顿，确保实时监控）。（5）GPS状态：卫星数≥6颗且定位稳定（保证定点悬停和返航功能）。（6）飞行模式确认：选择与环境匹配的模式（如GPS模式用于定点，姿态模式用于无GPS环境）。2.无人机在飞行中触发“低电量返航”时，操控者应如何操作？答案：（1）保持冷静，观察无人机位置和返航路径是否存在障碍物（如树木、建筑）。（2）若返航路径安全，无需干预，无人机自动飞回返航点并降落。（3）若返航路径存在障碍（如需要绕过建筑物），可手动接管控制（切换至手动模式），引导无人机沿安全路径飞行，同时注意剩余电量（避免过度消耗导致坠机）。（4）若电量极低（如低于10%），优先选择就近平坦场地迫降，而非强行返航。（5）降落完成后，检查电池状态，避免过放电（锂电池电压低于3.0V/节会损坏）。3.解释“视距内飞行”与“超视距飞行”的区别，及各自所需的驾驶员资质。答案：区别：-视距内飞行（VLOS）：操控者肉眼直接观察无人机（无需辅助设备），水平距离通常≤1000米，高度≤120米（真高）。-超视距飞行（BVLOS）：操控者无法肉眼直接观察无人机，依赖图传、遥测数据等间接手段监控，飞行距离和高度无固定限制（需根据任务需求）。资质要求：-视距内飞行：需取得视距内驾驶员执照（如AOPA视距内驾驶员证），适用于微型、轻型无人机。-超视距飞行：需取得超视距驾驶员执照（如AOPA超视距驾驶员证），且无人机需装备可靠的通信链路、应急定位设备，飞行前需申请空域和飞行计划。4.多旋翼无人机“反扭矩”是如何产生的？如何抵消反扭矩？答案：反扭矩产生：根据牛顿第三定律，电机驱动螺旋桨旋转时，螺旋桨会给电机一个反向的扭矩（反扭矩），导致机身向螺旋桨旋转的反方向转动（如顺时针旋转的螺旋桨会使机身逆时针转动）。抵消方法：多旋翼采用对称布局，对角螺旋桨旋转方向相反（如四轴无人机中，前右、后左螺旋桨顺时针旋转，前左、后右逆时针旋转），两组螺旋桨产生的反扭矩相互抵消，从而保持机身航向稳定。若某组螺旋桨转速变化（如调整姿态），飞控系统通过调整另一组螺旋桨转速，使总反扭矩平衡。5.无人机在雨雾天气飞行可能面临哪些风险？如何规避？答案：风险：（1）电子设备进水：电机、电调、飞控等元件短路，导致失控。（2）能见度降低：操控者无法肉眼观察无人机，易碰撞障碍物。（3）螺旋桨效率下降：雨水附着在桨叶上增加重量，降低升力。（4）电池性能下降：低温高湿环境下，锂电池放电能力降低，可能提前断电。规避措施：（1）避免在雨雾天气飞行（除非无人机具备防水认证）。（2）若必须飞行，选择防水等级IP65以上的无人机，检查各接口密封情况（如充电口、图传接口）。（3）降低飞行速度和高度，增加与障碍物的安全距离（≥100米）。（4）缩短飞行时间（减少电池低温放电风险），飞行后及时用干燥布擦拭机身，通电烘干（避免内部积水）。6.简述无人机“手动模式”与“自动模式”的特点及适用场景。答案：手动模式（如姿态模式、手动模式）：-特点：飞控仅稳定姿态（滚转、俯仰、偏航角），不自动保持高度或位置；操控者需通过摇杆手动控制所有运动参数（油门、方向、俯仰、滚转）。-适用场景：无GPS信号环境（如室内、隧道）、需要精细控制的任务（如贴近障碍物拍摄）、飞手训练（提升操控能力）。自动模式（如GPS模式、航点飞行模式）：-特点：飞控利用GPS/视觉定位自动保持位置和高度，可按预设航点（坐标、高度、速度）自主飞行；操控者仅需监控状态，必要时接管。-适用场景：大范围测绘、巡检、固定路线拍摄等重复性任务，减少操控者工作负荷。7.无人机电池（锂电池）使用过程中需遵守哪些安全规范？答案：（1）充电安全：使用匹配的充电器，电流≤1C；充电环境通风、无易燃物，温度5-40℃；充电时不堆叠电池，满电后及时断电。（2）存储安全：长期存储电量50%-70%，温度5-25℃；避免挤压、碰撞（防止内部短路）