华侨大学《航天器系统工程》2023-2024学年第二学期期末试卷

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《航天器系统工程》2023-2024学年第二学期期末试卷题号一二三四总分得分批阅人一、单选题（本大题共15个小题，每小题2分，共30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、对于航空电子设备，以下关于飞行管理系统和自动驾驶系统的功能和作用，错误的是（）A.飞行管理系统可以规划飞行航线、计算燃油消耗、监控飞机性能等，提高飞行的经济性和安全性B.自动驾驶系统能够按照预设的程序控制飞机的飞行姿态、速度和高度，减轻飞行员的工作强度C.飞行管理系统和自动驾驶系统是相互独立的，没有任何关联和交互D.随着技术的发展，飞行管理系统和自动驾驶系统的智能化程度不断提高，能够更好地适应复杂的飞行环境2、在航空航天工程中，可靠性和安全性是至关重要的。以下关于可靠性和安全性设计的原则，哪一项是不正确的？（）A.采用冗余设计可以提高系统的可靠性，即在关键部位设置备份组件B.故障树分析是一种常用的可靠性和安全性分析方法，可以找出潜在的故障模式和原因C.可靠性和安全性设计只需要在产品设计阶段考虑，生产和运营阶段不需要关注D.持续的监测和评估可以及时发现系统中的潜在问题，采取措施进行改进3、在航空航天发动机的燃烧过程中，燃料的雾化效果对燃烧效率有重要影响。以下关于燃料雾化的描述，不正确的是：（）A.雾化后的燃料液滴越小，燃烧越充分B.燃料的雾化主要依靠喷油嘴的设计和工作参数C.雾化过程只与燃料的物理性质有关，与燃烧室内的压力和温度无关D.良好的雾化效果可以降低污染物的排放4、航空发动机的涡轮部件在高温高压下工作，需要具备良好的耐热和耐磨性能。假设一种新型涡轮叶片采用了先进的冷却技术和表面涂层。以下哪种冷却技术最有可能被应用？（）A.气膜冷却B.发汗冷却C.冲击冷却D.对流冷却5、在航空发动机的进气道设计中，以下关于超音速进气道和亚音速进气道的区别及应用场景，准确的是：（）A.超音速进气道能够在超音速飞行时有效捕获和压缩空气，亚音速进气道则在亚音速飞行时性能较好；飞机在不同飞行速度下需要切换使用不同类型的进气道B.亚音速进气道结构简单，适用于所有速度范围的飞行；超音速进气道则复杂且效率低，应用较少C.超音速进气道和亚音速进气道可以同时工作，以适应飞机在不同速度下的进气需求D.进气道的类型对发动机性能影响不大，飞机设计时可以不考虑飞行速度选择进气道6、在航天器的电源系统中，太阳能电池板是一种常见的供电方式。以下关于太阳能电池板的描述，哪一项是不正确的？（）A.太阳能电池板将太阳能转化为电能，为航天器提供电力B.太阳能电池板的效率取决于其材料和工艺，目前的效率已经很高，接近理论极限C.在阴影区域或光照不足的情况下，航天器需要依靠蓄电池来维持供电D.太阳能电池板的输出功率会随着航天器与太阳的距离和角度的变化而变化7、飞行器的隐身技术是现代航空航天领域的重要研究方向之一。隐身技术主要通过减少飞行器对电磁波的反射和散射来降低其可探测性。外形设计、吸波材料和等离子体隐身等是常见的隐身手段。以下哪种隐身手段对于降低飞行器的雷达散射截面积效果最为显著？（）A.优化外形设计B.使用吸波材料C.采用等离子体隐身D.以上手段综合运用8、航天器的热控制是保证其正常运行的关键。以下关于航天器热控制技术的说法，不正确的是：（）A.多层隔热材料可以有效减少航天器内部与外部环境的热交换B.热管可以将热量从高温区域传递到低温区域，实现热量的均匀分布C.主动热控制系统通过消耗大量能源来维持航天器的温度稳定D.航天器在进入地球阴影时，由于没有太阳辐射，温度会迅速降低，不需要热控制9、航空航天飞行器的飞行轨迹规划需要考虑多种约束条件，如地形、气象、空中交通管制等。假设一架飞机需要在复杂气象条件下进行绕飞。以下哪个因素在轨迹规划中最为关键？（）A.气象预报的准确性B.飞机的剩余燃油量C.绕飞路线的安全性D.空中交通管制的指令10、航天器的轨道机动需要消耗大量的能量，并精确控制推力的大小和方向。假设一个航天器在进行轨道机动时未能达到预期的位置。以下关于可能原因的分析中，错误的是：可能是推力器的工作时间计算错误，导致推力作用时间不足。推力器的推力大小与预期不符，无法提供足够的动力。轨道计算模型存在误差，对航天器的位置预测不准确。那么，以下哪种情况最不可能导致轨道机动失败？（）A.航天器的质量分布发生变化B.太阳风的强度突然增加C.推力器的燃料泄漏D.地面控制指令传输延迟11、在飞行器的飞行控制系统中，以下哪种控制律适用于应对大迎角飞行时的非线性气动力？（）A.比例控制律B.积分控制律C.微分控制律D.自适应控制律12、对于航空发动机的冷却技术，以下关于气膜冷却和内部冷却的原理和应用，错误的是（）A.气膜冷却是在发动机部件表面形成一层冷空气膜，隔离高温燃气，降低部件表面温度B.内部冷却是通过在部件内部设置冷却通道，让冷却液带走热量C.冷却技术的应用可以提高发动机的工作温度，从而提高发动机的性能D.航空发动机的冷却只需要采用气膜冷却或内部冷却中的一种方式，不需要同时使用13、在航空发动机的涡轮叶片制造中，采用了先进的制造工艺和材料。以下关于涡轮叶片的相关描述，错误的是：（）A.需要承受高温、高压和高速气流的冲击B.通常采用单晶高温合金制造，以提高性能C.叶片的冷却方式对其寿命和可靠性有重要影响D.涡轮叶片的形状和尺寸在发动机工作过程中不会发生变化14、航空航天中的飞行力学研究飞行器在空气中的运动规律和受力情况。例如，飞机的飞行姿态、速度和轨迹的控制都基于飞行力学的原理。那么，在飞机的爬升阶段，主要的受力是？（）A.重力、升力和推力B.重力、升力和阻力C.升力、阻力和推力D.重力、阻力和推力15、飞行器的飞行试验是验证飞行器性能和设计的重要手段。飞行试验需要制定详细的试验计划，包括试验科目、测试参数、安全措施等。那么，在飞行试验中，以下哪个环节最为关键？（）A.试验前的准备工作B.试验中的数据采集C.试验后的数据分析D.以上都很关键二、简答题（本大题共3个小题，共15分)1、（本题5分）某无人机在执行物流配送任务时，遭遇强电磁干扰，失控坠毁。请探讨强电磁干扰的来源和影响，评估对物流配送任务的损失，并提出提高无人机抗电磁干扰能力的方案。2、（本题5分）阐述航空航天工程中的气动热环境对飞行器的影响，包括热防护系统的设计挑战和热结构分析方法。3、（本题5分）简述卫星导航系统中的增强系统（如地基增强系统、星基增强系统）的工作原理和应用，分析其对导航精度的提升效果。三、论述题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）全面论述飞行试验的目的、内容和方法，包括性能测试、飞行品质评估、系统验证等。探讨飞行试验数据的处理和应用，以及如何通过飞行试验推动飞行器的改进和发展。2、（本题5分）全面论述飞机的飞行性能评估指标，如爬升性能、巡航性能、机动性能和起降性能等。分析影响飞行性能的因素，包括飞机的气动布局、发动机性能、重量和重心位置等，以及如何通过优化设计和飞行操作来提高飞机的飞行性能。3、（本题5分）全面论述卫星通信中的抗干扰技术，分析干扰的类型（如自然干扰、人为干扰）和特点。探讨采用的抗干扰方法（如频率跳变、扩频通信、波束成形）的原理和效果，以及如何在复杂电磁环境中保障卫星通信的可靠性和安全性。4、（本题5分）深入探讨航空航天中的飞行试验技术，包括试验目的、试验方法、试验设备和数据处理等方面。分析飞行试验在验证飞机和航天器性能、发现设计缺陷和改进产品方面的重要作用，以及如何降低飞行试验的风险和成本。5、（本题5分）详细分析航空发动机的维修和保养技术，包括定期检修、故障诊断和零部件更换等方面。探讨发动机维修的技术要求和流程，分析如何利用先进的检测设备和维修方法提高维修效率和质量，以及维修对发动机性能和寿命的影响。四、案例分析题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）某卫星的遥感相机在拍摄地球图像时，图像分辨率达不到设计要求。分析影响图像分辨率的原因，可能是相机镜头质量、传感器精度或轨道高度等，并研究如何改进遥感相机