华中科技大学《航天器结构动力学》2023-2024学年第二学期期末试卷

学校________________班级____________姓名____________考场____________准考证号学校________________班级____________姓名____________考场____________准考证号…………密…………封…………线…………内…………不…………要…………答…………题…………第1页，共3页华中科技大学《航天器结构动力学》

2023-2024学年第二学期期末试卷题号一二三四总分得分一、单选题（本大题共20个小题，每小题2分，共40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、在航空航天领域，飞行器的飞行原理是至关重要的。以下关于固定翼飞机产生升力的原理，哪一项描述是不准确的？（）A.飞机的机翼形状通常是上凸下平，使得气流在流经机翼时，上方流速快，下方流速慢，从而产生压力差，形成升力B.升力的大小与机翼的面积、形状、飞行速度以及空气密度等因素有关C.当飞机的迎角过大时，会导致气流分离，升力急剧下降，甚至出现失速现象D.固定翼飞机的升力只与机翼的形状有关，与飞行速度和空气密度等因素无关2、在航空航天工程中，可靠性和安全性是至关重要的考虑因素。以下关于提高航空航天系统可靠性和安全性的方法，哪一项是不正确的？（）A.采用冗余设计，即在关键部件和系统中设置备份，以提高系统的可靠性B.进行严格的质量控制和测试，确保零部件和系统符合设计要求和标准C.依靠先进的故障诊断和预测技术，及时发现和处理潜在的故障隐患D.为了降低成本和缩短研发周期，可以适当降低对可靠性和安全性的要求3、卫星通信系统在现代通信中发挥着重要作用。关于卫星通信的特点，下列说法不正确的是：（）A.卫星通信覆盖范围广，可以实现全球通信B.卫星通信不受地理条件限制，能够在偏远地区提供通信服务C.卫星通信的信号传输延迟较大，不适合实时性要求高的通信D.卫星通信的容量无限，可以满足不断增长的通信需求4、在航空电子设备的可靠性设计中，需要采取多种措施来提高设备的稳定性和容错能力。假设一款新型飞机的航空电子系统正在设计中。以下关于可靠性设计的方法和原则的描述，哪一项是恰当的？（）A.采用单一的电子元件可以降低成本，同时不影响可靠性B.增加冗余设计会增加系统的复杂性，应尽量避免C.进行严格的环境测试可以提前发现潜在的可靠性问题D.航空电子设备的可靠性设计只需要考虑正常工作条件，不需要考虑极端情况5、在飞机的飞行性能评估中，以下哪个指标对航线规划和运营成本影响最大（）A.只关注飞机的最大速度，不考虑其他性能指标B.忽略飞机的燃油消耗率，不进行节能评估C.综合考虑飞机的航程、升阻比、燃油消耗率等指标，为航线规划和运营提供科学依据，降低运营成本D.认为飞行性能评估对航空公司运营不重要6、在航空发动机的燃烧过程中，以下关于燃油喷射和燃烧组织的描述，不正确的是（）A.燃油喷射系统需要将燃油均匀地喷入燃烧室，与空气充分混合，以实现高效燃烧B.燃烧室内的气流组织和火焰传播方式对燃烧效率和稳定性有重要影响C.采用先进的燃油喷射技术可以降低污染物的排放，提高发动机的经济性和环保性能D.航空发动机的燃烧过程是一个绝热过程，不需要考虑热量的散失7、飞机的飞行高度会影响其性能和经济性。在较低的飞行高度，空气密度较大，阻力较大，但发动机效率较高；在较高的飞行高度，空气密度较小，阻力较小，但发动机效率较低。对于长途飞行的客机，通常选择的最佳飞行高度是：（）A.8000米左右B.10000米左右C.12000米左右D.15000米左右8、航空发动机的燃烧过程对发动机的性能和排放有重要影响。优化燃烧过程可以提高燃油效率，减少污染物排放。那么，以下哪种技术可以实现燃烧过程的优化？（）A.燃油喷射技术B.燃烧室内流场控制技术C.稀薄燃烧技术D.以上都是9、在飞行器的空气动力学设计中，关于翼型的选择对升阻比的影响，以下说法正确的是：（）A.薄翼型通常具有较高的升阻比，适用于高速飞行；厚翼型升阻比较低，适用于低速飞行B.翼型的弯度越大，升阻比越高，因此在设计中应尽量选择弯度大的翼型C.翼型的前缘半径对升阻比没有影响，在设计中可以忽略D.不同的翼型对升阻比的影响不大，飞行器的升阻比主要取决于飞行速度和姿态10、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11、飞机的座舱环境控制系统对于飞行员的舒适性和工作效率至关重要。以下关于座舱环境控制系统的功能和要求，哪一项是不准确的？（）A.座舱环境控制系统需要调节座舱内的温度、湿度和压力，提供舒适的环境B.系统需要为飞行员提供新鲜的空气，并过滤掉有害气体和杂质C.座舱环境控制系统的设计应考虑飞机的飞行高度和速度变化对环境参数的影响D.为了降低成本和重量，座舱环境控制系统可以适当降低对环境参数的控制精度和稳定性12、对于航天器的再入大气层过程，以下关于热防护系统的作用和设计要求，正确的是：（）A.热防护系统用于承受航天器再入大气层时产生的高温，保护航天器结构和内部设备，其设计要求包括耐高温、低热导率、良好的抗氧化性能等B.热防护系统对航天器再入大气层的影响不大，主要依靠航天器的外形来降低热量C.热防护系统的设计只考虑一次性使用，不考虑重复使用的需求D.航天器再入大气层时的热量可以通过其他方式散发，热防护系统不是必需的13、航天器的姿态控制通常采用多种执行机构。假设一个小型卫星需要精确的姿态调整。以下关于姿态控制执行机构的描述，哪一项是最适合的？（）A.仅使用反作用轮，不考虑其他执行机构B.依靠推进器进行姿态控制，不考虑其燃料消耗C.结合使用反作用轮、推进器和磁力矩器，根据任务需求灵活选择D.姿态控制执行机构的性能不受卫星的形状和质量分布影响14、航天器的热防护系统是保障其在高温环境下安全运行的关键。以下关于航天器热防护的描述，哪一项是不准确的？（）A.航天器在再入大气层时会受到强烈的气动加热，需要有效的热防护措施来保护内部设备和人员B.热防护系统的材料包括陶瓷、金属和复合材料等，它们具有良好的耐高温性能C.烧蚀式热防护通过材料的烧蚀带走热量，是一种常见的热防护方式D.航天器的热防护系统一旦设计完成，就不需要进行维护和更新15、飞行器的飞行控制系统对于保证飞行安全和完成任务至关重要。假设一架飞机在复杂气象条件下飞行，需要精确的姿态控制。以下关于飞行控制系统的组成和工作原理的描述，哪一项能够最有效地实现姿态控制？（）A.仅依靠飞行员的手动操作，不依赖自动控制系统B.飞行控制系统主要由机械部件组成，电子设备作用不大C.利用传感器获取飞机的姿态信息，通过计算机算法计算控制指令，驱动执行机构调整姿态D.飞行控制系统的性能不受外界环境干扰，始终保持稳定16、飞机的燃油消耗率是衡量其经济性的重要指标之一。影响燃油消耗率的因素包括发动机效率、飞行速度、飞行高度等。假设要降低某型飞机的燃油消耗率。以下哪个措施最有可能取得明显效果？（）A.优化发动机的燃烧过程B.提高飞机的飞行速度C.增加飞机的载重量D.降低飞行高度17、在航天器的热控制技术中，以下关于被动热控制和主动热控制的方法，不正确的是（）A.被动热控制主要通过选择合适的材料、表面涂层和隔热结构来控制航天器的温度，无需额外的能源消耗B.主动热控制则通过电加热器、散热器、制冷机等设备来精确调节航天器的温度C.航天器在进入阴影区时温度会迅速下降，此时需要主动热控制来维持设备的正常工作温度D.被动热控制能够完全满足航天器在各种轨道和工作条件下的热控制需求，不需要使用主动热控制18、航空航天工程中的可靠性设计对于确保飞行器和航天器的安全运行至关重要。假设一个关键的航空航天部件需要极高的可靠性。以下关于可靠性设计方法和策略的描述，哪一项是有效的？（）A.不进行故障模式和影响分析，依靠经验设计B.采用冗余设计和容错技术，提高系统的可靠性C.只关注部件的性能，不考虑其可靠性和可维护性D.可靠性设计对成本和重量的影响可以忽略不计19、航天器在太空中运行时，需要考虑多种轨道力学因素。在近地轨道上运行的航天器，受到地球引力和大气阻力的影响。以下关于近地轨道航天器的描述，哪一项是不正确的？（）A.大气阻力会导致航天器的轨道逐渐降低，需要定期进行轨道维持操作B.为了保持在稳定的近地轨道上，航天器的速度需要精确控制在一定范围内C.地球的非球形引力对近地轨道航天器的轨道影响较小，可以忽略不计D.太阳活动可能会引起地球高层大气密度的变化，从而影响近地轨道航天器的轨道20、在航天器的电源管理系统中，需要对电能进行合理分配和控制。以下关于电源管理系统的功能，哪一项是不正确的？（）A.监测电源系统的工作状态，包括电压、电流和功率等参数B.根据航天器的任务需求和设备优先级，合理分配电能C.控制蓄电池的充电和放电过程，延长蓄电池的使用寿命D.电源管理系统不需要考虑能源的回收和再利用，因为航天器的能源通常是充足的二、简答题（本大题共3个小题，共15分)1、（本题5分）论述卫星姿态控制系统的组成和控制策略，解释如何实现卫星的稳定指向和姿态调整。分析姿态控制系统的精度和可靠性要求。2、（本题5分）详细阐述航空航天中的光学测量技术，如激光测距、摄影测量、干涉测量等在飞行器外形测量、姿态测量等方面的应用，分析光学测量技术的精度和误差来源。3、（本题5分）论述航空航天工程中的人机工效学，包括座舱设计、操纵装置布局、显示系统等方面的人机交互原则和方法，分析如何提高飞行员和航天员的工作效率和舒适性。三、案例分析题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）某新型无人机在进行高空长航时飞行试验时，出现了通信中断的情况，地面控制站无法获取其飞行数据和状态信息。分析造成通信中断的原因，比如信号干扰、设备故障或传输距离限制等，并探讨如何优化无人机的通信系统，确保其在复杂环境下的稳定通信。2、（本题5分）在一次无人机编队飞行试验中，两架无人机发生碰撞，造成部分损坏。分析无人机碰撞的可能原因，对编队飞行任务的影响，以及如何通过技术手段和飞行策略来避免碰撞事故。3、（本题5分）某款新型无人机在进行试飞时，出现了飞行姿态不稳定的情况，影响了其任务执行能力。研究发现，这可能与无人机的飞控系统参数设置不当以及气动布局存在缺陷有关。请分析这些问题产生的根源，对无人机性能的影响，并提出改进的措施和建议。4、（本题5分）在一次航天发射任务中，火箭在升空过程中姿态出现异常，导致发射失败。经过调查，发现是火箭的姿态控制系统中的某个传感器发生故障。请探讨该传感器故障对火箭姿态控制的影响，分析导致传感器故障的可能原因，以及如何在未来的发射任务中避免类似问题。5、（本题5分）一颗卫星在太空遭遇太阳风暴，部分电子元件被损坏。请分析太阳风暴对卫星电子设备的影响机制，如电磁脉冲干扰、高能粒