2026年轻型民用无人驾驶航空器安全操控(多旋翼)理论备考试题及答案

2026年轻型民用无人驾驶航空器安全操控(多旋翼)理论备考试题及答案一、单项选择题（每题1分，共30分。每题只有一个正确答案，请将正确选项字母填入括号内）

1.依据《民用无人驾驶航空器实名制登记管理规定》，最大起飞重量大于等于（）g的多旋翼无人机，其所有者必须完成实名登记。

A.150B.250C.500D.1000

答案：B

2.多旋翼无人机在悬停中受到突风扰动后，其姿态角出现周期性振荡，最可能的原因是（）。

A.磁罗盘受干扰B.陀螺仪温漂C.比例增益过高D.电池内阻增大

答案：C

3.下列关于锂聚合物电池贮存的说法，正确的是（）。

A.满电长期贮存可延长寿命B.最佳贮存电压为3.0V/节C.建议贮存温度40℃以上D.半电（3.8V/节）低温干燥贮存

答案：D

4.在《无人机飞行管理暂行条例》中，轻型无人机Ⅲ类空域运行须满足的最大真空速为（）。

A.30km/hB.50km/hC.80km/hD.100km/h

答案：D

5.多旋翼电机KV值定义为（）。

A.每伏特转速（rpm/V）B.每安培推力（g/A）C.每瓦特效率（%）D.每分钟KV电压（V/rpm）

答案：A

6.当遥控器油门杆量突然回中，多旋翼立即进入（）模式。

A.自旋B.定高C.姿态D.自动返航

答案：B

7.多旋翼无人机在GNSS失锁后仍能保持悬停2s，主要依赖的传感器是（）。

A.气压计B.超声波定高C.光流摄像头D.三轴加速度计

答案：C

8.根据ICAO9284，携带Ⅱ类锂电池的无人机空运时，电池荷电状态（SoC）不得超过（）。

A.15%B.30%C.50%D.100%

答案：B

9.多旋翼在稳定爬升中，电机总功率P与爬升速度v的关系近似为（）。

A.P∝v^{0.5}B.P∝vC.P∝v^{2}D.P∝v^{3}

答案：B

10.下列关于无刷电子调速器（ESC）的描述，错误的是（）。

A.通过PWM信号控制B.具备BEC输出C.反向电动势用于换向D.持续电流必须大于电机最大堵转电流

答案：D

11.多旋翼在6m/s水平前飞中，出现右向漂移且遥控器无输入，应优先检查（）。

A.GPS天线B.磁罗盘校准C.重心位置D.遥控器中立点

答案：B

12.当电池内阻R从30mΩ升至60mΩ，相同负载下稳态压降ΔU将（）。

A.减半B.不变C.加倍D.变为4倍

答案：C

13.多旋翼自动返航时，爬升段最小安全高度由（）决定。

A.当前地速B.周围最高障碍物高度C.电池剩余容量D.风速

答案：B

14.在《轻小无人机运行规定（试行）》中，人口稠密区运行的轻型无人机须投保的最低第三者责任险为（）万元。

A.10B.30C.50D.100

答案：B

15.多旋翼电机在悬停时工作于（）状态。

A.最大效率点B.最大推力点C.部分油门D.失速

答案：C

16.多旋翼电池6S1P，单节容量5000mAh，最大放电倍率10C，则最大持续电流为（）A。

A.5B.25C.50D.300

答案：C

17.若无人机质量m=2kg，悬停时电机总拉力T=20N，则桨盘载荷为（）N/m²。（重力加速度g=9.8m/s²）

A.0.98B.1.56C.2.0D.9.8

答案：B

18.多旋翼失控保护触发后，优先执行的逻辑顺序为（）。

A.降落→悬停→返航B.悬停→返航→降落C.返航→悬停→降落D.返航→降落

答案：B

19.下列关于螺旋桨静平衡的说法，正确的是（）。

A.水平轴静止即可认为平衡B.必须拆除电机测试C.可在任意角度停止即为合格D.需加配重至任意位置静止

答案：C

20.多旋翼在海拔2000m机场起飞，与海平面相比，最大起飞重量将（）。

A.增加约5%B.基本不变C.减少约15%D.减少约30%

答案：C

21.多旋翼遥控器使用2.4GHz频段，其自由空间波长约为（）cm。

A.2.4B.12.5C.24D.125

答案：B

22.当电机相线短路时，最可能出现的异常现象是（）。

A.电机不转但发热严重B.电机反转C.电机转速升高D.电流下降

答案：A

23.多旋翼在低温-10℃环境起飞，电池有效容量一般比常温下降（）。

A.5%B.10%C.20%D.40%

答案：C

24.多旋翼GNSS-RTK定位中，固定解的平面精度通常优于（）cm。

A.1B.5C.10D.30

答案：A

25.多旋翼在夜间运行，必须安装的航灯颜色为（）。

A.左红右绿尾白B.左绿右红尾黄C.全红D.全绿

答案：A

26.多旋翼电池循环寿命通常定义为容量衰减至初始容量（）%时的循环次数。

A.60B.70C.80D.90

答案：C

27.多旋翼电调校准顺序为（）。

A.遥控器→飞控→电调B.电调→遥控器→飞控C.飞控→电调→遥控器D.遥控器→电调→飞控

答案：D

28.多旋翼在风速8m/s环境中悬停，电池电流比无风时增加约（）。

A.5%B.15%C.30%D.60%

答案：C

29.多旋翼失控后进入螺旋下降，最可能的原因是（）。

A.电机缺相B.GPS干扰C.磁罗盘故障D.光流失效

答案：A

30.多旋翼桨叶直径增大1倍，在相同转速下推力理论增大至（）倍。

A.2B.4C.8D.16

答案：B

二、多项选择题（每题2分，共20分。每题有两个或两个以上正确答案，多选、少选、错选均不得分）

31.下列属于多旋翼无人机飞控必须传感器的是（）。

A.三轴陀螺仪B.三轴加速度计C.激光雷达D.气压计E.磁罗盘

答案：ABDE

32.多旋翼电池发生热失控前的典型征兆包括（）。

A.鼓包B.电解液渗漏C.电压骤降D.表面温度骤升E.内阻下降

答案：ABCD

33.关于多旋翼螺旋桨参数，下列说法正确的是（）。

A.螺距越大，静态推力越大B.直径越大，效率越高C.桨叶数增加可降低噪声D.碳纤维桨比尼龙桨刚度高E.螺距单位常用英寸

答案：BDE

34.多旋翼在以下哪些空域运行须提前申请飞行计划（）。

A.机场障碍物限制面B.空中禁区C.人口稠密区上方150mD.Ⅲ类无人机融合空域E.视距内农田上方50m

答案：ABD

35.多旋翼遥控器失控保护可设置的通道包括（）。

A.油门B.俯仰C.横滚D.偏航E.模式切换

答案：ABCD

36.多旋翼电机轴承损坏后，可能出现的异常有（）。

A.轴向窜动B.异响C.电流波动D.轴承卡死E.电机KV值升高

答案：ABCD

37.多旋翼飞控PID调参时，若出现高频抖动，可采取的措施有（）。

A.降低D项B.增加D项C.降低P项D.增加I项E.加入低通滤波

答案：ACE

38.多旋翼在山区飞行，可能触发高度异常的原因有（）。

A.地形跟随失效B.气压突变C.GPS星数不足D.光流失效E.磁偏角变化

答案：ABC

39.多旋翼电池并联使用时应满足的条件有（）。

A.同厂家同型号B.同循环次数C.同容量D.电压差<0.1VE.内阻差<2mΩ

答案：ABCDE

40.多旋翼夜间运行必须配备的设备有（）。

A.航灯B.探照灯C.电池加热器D.反光标识E.夜视摄像头

答案：AB

三、填空题（每空1分，共20分）

41.多旋翼无人机在悬停时，桨盘载荷σ与推力T、桨盘面积A的关系式为σ=________。

答案：\sigma=\dfrac{T}{A}

42.依据伯努利方程，螺旋桨静推力T与空气密度ρ、桨盘面积A、诱导速度v_i的关系为T=________。

答案：T=2\rhoAv_i^{2}

43.6S锂聚合物电池满电电压为________V。

答案：25.2

44.多旋翼电机效率η定义为η=\dfrac{P_{out}}{P_{in}}，其中P_{out}=________。

答案：T\cdotv_i

45.多旋翼在标准大气海平面空气密度ρ_{0}=________kg/m³。

答案：1.225

46.多旋翼电池能量密度单位常用________。

答案：Wh/kg

47.多旋翼飞控中，姿态角由________坐标系描述。

答案：机体

48.多旋翼失控保护中，返航爬升角一般设置为________°。

答案：5–10

49.多旋翼螺旋桨雷诺数Re=\dfrac{\rhovc}{\mu}，其中c表示________。

答案：桨叶特征弦长

50.多旋翼电机三相绕组电阻为R，则两相间电阻为________R。

答案：2

51.多旋翼电池串联后总内阻为各单体内阻之________。

答案：和

52.多旋翼在风速6m/s时，最佳抗风迎角约为________°。

答案：15–20

53.多旋翼飞控采样频率一般不低于________Hz。

答案：200

54.多旋翼桨尖速度限制通常不超过________m/s。

答案：180

55.多旋翼电池1C放电电流等于________倍容量。

答案：1

56.多旋翼遥控器FAILSAFE信号通过________通道传输。

答案：PWM/PPM/S.Bus（任填其一）

57.多旋翼在GNSS-RTK固定解状态下，高程精度优于________cm。

答案：3

58.多旋翼电机轴承润滑脂常用________基润滑脂。

答案：锂

59.多旋翼电池循环一次指完成________次完整充放电。

答案：1

60.多旋翼螺旋桨静平衡测试时，允许静止角度误差小于________°。

答案：5

四、简答题（每题6分，共30分）

61.简述多旋翼无人机磁罗盘校准的正确步骤及常见干扰源。

答案：步骤：1.远离铁磁材料>3m；2.飞控上电，进入校准模式；3.水平旋转360°，俯仰90°旋转360°；4.采集完成保存参数。干扰源：高压线、钢筋、手机、磁铁、电机、金属手表。

62.说明多旋翼电池内阻增大对飞行性能的具体影响。

答案：内阻增大导致：1.稳态压降ΔU=I·R增大，可用电压降低；2.功率损耗P_{loss}=I^{2}R增加，发热加剧；3.最大持续电流下降，推力裕度减小；4.电压跌落触发低电压保护提前，有效续航缩短；5.电池温升加速老化，循环寿命缩短。

63.列举多旋翼飞控PID控制器中P、I、D三项的物理意义及过大或过小可能带来的现象。

答案：P：比例项，反映当前误差，过大→振荡，过小→响应迟缓；I：积分项，消除静差，过大→超调震荡，过小→稳态误差；D：微分项，预测误差变化，过大→高频抖动，过小→阻尼不足。

64.简述多旋翼夜间运行对飞行员和设备的附加要求。

答案：飞行员：需完成夜间训练并记录；设备：安装航灯（左红右绿尾白）、探照灯或红外照明；具备避障照明；电池低温预热；地面站屏幕亮度可调；备用电源；投保足额三者险；提前申报夜航计划。

65.说明多旋翼在山区微下击暴流中遭遇突风切变的处置程序。

答案：1.立即推满油门至最大拉力；2.切换姿态或手动模式，放弃定高；3.快速判明风向，顶风保持最小地速；4.如高度允许，反向脱离下沉区；5.若无法维持，选择迫降区，开伞或撞树减速；6.事后记录黑匣子数据并上报。

五、计算题（共30分）

66.（8分）一台四旋翼无人机，单桨直径0.5m，总质量m=3kg，悬停时电机总电流I=18A，电池电压U=22.2V。求：

(1)悬停效率η（取g=9.8m/s²，ρ=1.225kg/m³）；

(2)若改用直径0.6m桨，理论电流下降百分比（假设效率不变）。

答案：

(1)推力T=mg=29.4N，单桨盘面积A=\pir^{2}=0.196m²，总盘面积4A=0.785m²。

诱导速度v_i=\sqrt{T/(2\rhoA_{total})}=3.46m/s。

输出功率P_{out}=Tv_i=101.8W；输入功率P_{in}=UI=399.6W。

η=101.8/399.6=25.5%。

(2)推力不变，T=2\rhoAv_i^{2}，A\proptoD^{2}，故v_i\propto1/D。

功率P_{out}=Tv_i\propto1/D，D增大至1.2倍，P_{out}降至1/1.2=83.3%。

电流I\proptoP_{in}\proptoP_{out}，故I下降16.7%。

67.（8分）某6S5000mAh电池，内阻R=30mΩ，环境温度-10℃，容量衰减20%。无人机悬停电流为25A，低压保护阈值3.6V/节。求：

(1)低温下可用容量；

(2)理论最长悬停时间；

(3)25A放电时稳态压降；

(4)是否会在放电终止前触发低电压保护。

答案：

(1)Q=5Ah×0.8=4Ah。

(2)t=Q/I=4/25=0.16h=9.6min。

(3)ΔU=IR=25×0.03=0.75V。

(4)终止电压6×3.6=21.6V；满电25.2V，压降0.75V，终止时电池端压25.2-0.75=24.45V>21.6V，不会触发。

68.（6分）多旋翼前飞配平，已知：

质量m=4kg，翼载荷W/S=25N/m²，桨盘面积S_{total}=0.8m²，前飞速度v=12m/s，空气密度ρ=1.225kg/m²，假设诱导功率P_i=Tv_i，型阻功率P_p=½\rhov^{3}C_{D}A_{f}，其中C_{D}=0.02，A_{f}=0.05m²。求总需用功率。

答案：

推力T=mg=39.2N，诱导速度v_i=T/(2\rhoS)=39.2/(2×1.225×0.8)=20.0m/s。

P_i=Tv_i=784W；P_p=½×1.225×12³×0.02×0.05=1.06W。

P_{total}=P_i+P_p≈785W。

69.（8分）多旋翼电机拉力测试，测得油门100%时拉力F=12N，电流I=18A，电压U=24V，电机KV=800rpm/V，螺旋桨转速n=7200rpm。求：

(1)电机输出功率P_{out}=2\pinM，其中M=Fr，r=0.127m；

(2)电机输入功率P_{in}=UI；

(3)电机效率η_{m}；

(4)螺旋桨效率η_{p}=P_{jet}/P_{out}，其中P_{jet}=½\dot{m}v_j^{2}，\dot{m}=\rhoAv_j，A=0.05m²，v_j=√(2F/(\rhoA))。

答案：

(1)M=12×0.127=1.524N·m，P_{out}=2\pi×(7200/60)×1.524=1149W。

(2)P_{in}=24×18=432W。

(3)η_{m}=1149/432=265%（提示：题设数据矛盾，实际P_{out}应小于P_{in}，表明拉力或转速测量有误，需重新标定）。

(4)v_j=√(2×12/(1.225×0.05))=19.8m/s，\dot{m}=1.225×0.05×19.8=1.21kg/s，P_{jet}=½×1.21×19.8²=237W，η_{p}=237/1149=20.6%。

结论：实验数据存在量级错误，应检查传感器校准。

六、综合分析题（共40分）

70.（20分）阅读案例：2025年10月，某轻型四旋翼在城区执行夜间航拍任务，起飞重量5kg，电池6S8000mAh，新换碳纤维折叠桨。飞行15min后，遥控器突然告警“磁罗盘异常”，随后飞机进入失控螺旋，撞向居民楼阳台，造成财产损失12万元。黑匣子数据：

•起飞前磁偏角校准正常；

•异常前3s，电机3号电流骤降为0A；

•异常前1s，磁罗盘航向跳变±120°；

•撞击时电池电压22.8V；

•现场发现电机3号一条相线断裂，断口呈疲劳痕迹；

•该电机此前经历800h飞行。

问题：

(1)根据数据链，判定事故主要诱因；

(2)说明电机缺相如何导致磁罗盘异常；

(3)指出运营人维护管理缺陷；

(4)提出针对此类故障的系统性预防措施；

(5)依据《民用无人驾驶航空器飞行管理暂行条例》，估算运营人可能面临的行政处罚额度。

答案：

(1)直接诱因：电机3号缺相→失去拉力→机体自旋→磁罗盘受高速旋转和电机电磁干扰→飞控解算错误→失控。

(2)缺相后电机产生不对称脉冲电流，干扰磁罗盘；高速自旋使罗盘处于非匀速磁场，导致航向跳变。

(3)缺陷：未执行800h电机强制报废；未定期检查相线弯折疲劳；未记录电机运行小时；夜间超视距未申请。

(4)措施：建立电机寿命管理，800h强制报废；每月相线柔性弯折测试；采用双冗余磁罗盘+投票机制；增加电机缺相在线检测，触发立即降落；夜间飞行须报请并投保100万三者险。

(5)条例第46条：轻型无人机在人口稠密区失控坠毁，可处10–100万元罚款；考虑损失12万元，预计罚款30–50万元，并暂停运行许可6个月。

71.（20分）设计题：某测绘公司计划使用轻型六旋翼在海拔3500m高原执行1km²正射影像采集，地面分辨率GSD=3cm，相机像素6000×4