无人机知识竞赛考试题及答案

无人机知识竞赛考试题及答案一、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.多旋翼无人机在悬停状态下，其总拉力与下列哪一项大小相等方向相反？（）A.重力B.空气阻力C.科氏力D.陀螺力矩答案：A2.根据《民用无人驾驶航空器实名制登记管理规定》，起飞重量不小于多少克的无人机必须进行实名登记？（）A.150gB.250gC.500gD.1000g答案：B3.在GNSS信号突然丢失的情况下，下列哪种传感器组合最能保证小型多旋翼无人机继续稳定悬停？（）A.陀螺仪+加速度计+磁力计B.陀螺仪+气压计+光流模块C.陀螺仪+激光雷达+超声波D.陀螺仪+空速管+磁力计答案：B4.某锂电池标称容量为6000mAh，若以3C倍率放电，其持续电流为（）A.6AB.18AC.30AD.60A答案：B5.下列关于“地理围栏”描述正确的是（）A.仅用于限制无人机最大飞行高度B.通过地面基站向无人机发送禁飞区坐标C.由无人机飞控内部算法实时解算并强制执行D.只对大型固定翼无人机有效答案：C6.在固定翼无人机纵向静稳定性分析中，重心位于中性点之前时，其静稳定裕度为（）A.负值B.零C.正值D.与翼型弯度有关答案：C7.多旋翼无人机电池在0℃环境下出现明显容量衰减，其最主要原因是（）A.电解液黏度增大，离子迁移速率下降B.正极材料晶格塌陷C.负极SEI膜分解D.集流体腐蚀答案：A8.下列哪项不是RTK差分定位的必要条件？（）A.基准站与移动站观测同组卫星B.基准站坐标已知且精确C.移动站必须安装三轴云台D.数据链路延迟小于2秒答案：C9.在Pixhawk飞控中，PID控制器D项主要抑制系统的（）A.稳态误差B.超调量C.积分饱和D.高频噪声答案：B10.根据国际民航组织（ICAO）空域分类，无人机在目视隔离空域运行，需满足（）A.全程保持VLOSB.必须搭载ADS-BOUTC.飞行高度>3000mAGLD.机组需持有仪表等级答案：A11.某型电机KV值由880KV降至440KV，在相同电压下，其空载转速（）A.减半B.不变C.增加一倍D.与螺旋桨螺距有关答案：A12.下列关于锂聚合物电池存储电压描述正确的是（）A.满电长期存放最安全B.单片电芯3.0V为最佳存储电压C.单片电芯3.7~3.8V为最佳存储电压D.单片电芯4.35V为最佳存储电压答案：C13.在固定翼无人机设计中，增大机翼上反角主要提高（）A.纵向静稳定性B.横向静稳定性C.航向静稳定性D.失速迎角答案：B14.多旋翼无人机在风速8m/s环境下悬停，电池电流比无风环境增加25%，其最主要原因是（）A.电机KV值下降B.需额外拉力克服风阻C.电调效率降低D.电池内阻增大答案：B15.下列关于“电子调速器（ESC）”说法错误的是（）A.通过PWM信号控制电机转速B.内置BEC可输出5V给飞控供电C.无刷ESC无需进行换相D.刷新率可达500Hz以上答案：C16.在无人机图像传输链路中，采用2.4GHz频段相较于5.8GHz频段，其绕射能力（）A.更强B.更弱C.相同D.与发射功率无关答案：A17.根据《民用无人驾驶航空器系统空中交通管理办法》，微型无人机最大飞行高度为（）A.50mB.120mC.300mD.500m答案：B18.固定翼无人机采用“鸭式”布局的主要优点是（）A.减小诱导阻力B.提高纵向失速迎角C.降低结构重量D.增强航向稳定性答案：B19.在多旋翼无人机中，若某一电机突然停转，飞控立即增大其对角电机转速，其控制策略属于（）A.前馈控制B.增益调度C.容错控制D.模糊控制答案：C20.下列关于“无头模式”描述正确的是（）A.以无人机当前机头方向为前向参考B.以起飞时机头方向为永久前向参考C.需依赖GNSS信号D.仅适用于固定翼答案：B21.某型无人机翼载荷为50kg/m²，若质量增加20%，翼面积不变，则新机翼载荷为（）A.40kg/m²B.50kg/m²C.60kg/m²D.70kg/m²答案：C22.在Pixhawk4飞控中，安全开关LED快闪红灯表示（）A.预热中B.解锁就绪C.错误拒绝解锁D.GPS定位完成答案：C23.下列关于“螺旋桨桨距”定义正确的是（）A.桨叶角与弦长之比B.几何桨距等于前进距离每转一圈理论前进距离C.桨距越大静拉力一定越大D.与桨叶数目无关答案：B24.多旋翼无人机在高原起飞，与平原相比，最大起飞重量（）A.增加B.减小C.不变D.与电池类型无关答案：B25.在无人机链路预算中，若接收灵敏度提高3dB，通信距离理论上可增加约（）A.22%B.41%C.100%D.200%答案：B26.下列关于“空速管”描述错误的是（）A.测量动压与静压B.可用于计算高度C.结冰后会导致指示空速偏大D.必须安装在机翼前缘答案：D27.在固定翼无人机纵向配平中，升降舵偏角主要用来平衡（）A.发动机推力线偏移产生的力矩B.机翼安装角产生的俯仰力矩C.重心位置变化产生的俯仰力矩D.螺旋桨滑流扭转力矩答案：C28.多旋翼无人机电池在45℃环境下充电，相比25℃，其循环寿命（）A.显著延长B.显著缩短C.不变D.先延长后缩短答案：B29.下列关于“图传延迟”描述正确的是（）A.仅与摄像头分辨率有关B.数字图传延迟一定低于模拟图传C.编码、传输、解码均会产生延迟D.延迟与飞行速度无关答案：C30.在无人机任务规划中，采用“Dubins路径”主要是为了（）A.满足固定翼最小转弯半径约束B.减少多旋翼功耗C.避开动态障碍物D.提高图像分辨率答案：A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.下列哪些因素会导致多旋翼无人机“掉高”现象？（）A.气压计受阳光直射温漂B.电池电压骤降C.GNSS丢星D.螺旋桨破损答案：ABD32.关于“无刷直流电机”特性，下列说法正确的有（）A.反电动势波形为梯形B.需电子换相C.效率通常高于有刷电机D.KV值越高扭矩越大答案：ABC33.下列哪些属于无人机“感知与避让”（DAA）系统的典型传感器？（）A.毫米波雷达B.ADS-BINC.光电吊舱D.超声波测距模块答案：ABC34.固定翼无人机“螺旋”现象（Spin）产生的必要条件包括（）A.机翼先失速B.方向失衡C.副翼反向偏转D.俯仰角大于45°答案：AB35.下列哪些操作可以降低多旋翼无人机电池温升？（）A.降低悬停油门点B.增大螺旋桨直径降低转速C.使用高C数电池D.增加电池散热片答案：ABD36.在RTK固定解状态下，影响水平定位精度的因素有（）A.基站距离B.多路径效应C.电离层活跃程度D.接收机时钟漂移答案：ABCD37.下列哪些属于《无人机飞行手册》必须包含的内容？（）A.重心范围B.最大起飞重量C.失速速度D.电池化学类型答案：ABC38.关于“电调校准”步骤，下列描述正确的有（）A.需断开螺旋桨B.油门杆置最高位上电C.听到提示音后油门杆置最低D.校准后需重启飞控答案：ABC39.下列哪些情况会导致固定翼无人机“荷兰滚”模态不稳定？（）A.垂尾面积过小B.上反角过大C.机翼后掠角过大D.重心过于靠前答案：AC40.在无人机图像识别中，采用“YOLOv5”算法相对于传统HOG+SVM的优势有（）A.端到端训练B.实时性更高C.对小目标更敏感D.无需GPU即可运行答案：ABC三、填空题（每空1分，共20分）41.多旋翼无人机E=mc²公式并不适用，其悬停功率主要与_________和_________的平方成正比。答案：总质量；螺旋桨直径42.国际电工委员会（IEC）规定，锂电池“1C”放电电流等于其_________数值。答案：标称容量（Ah）43.在固定翼无人机纵向静稳定导数中，C_mα符号为_________表示静稳定。答案：负44.Pixhawk飞控中，参数MPC_XY_CRUISE用于设置多旋翼_________速度。答案：水平巡航45.某型无人机翼面积为0.8m²，展弦比为10，则翼展为_________m。答案：2.83（√(10×0.8)）46.根据空速与地速关系，若无人机指示空速为60km/h，逆风10km/h，则地速为_________km/h。答案：5047.在GNSS中，PDOP值越小，代表_________精度越高。答案：位置48.多旋翼无人机电池单片保存电压若为3.75V，则6Spack总保存电压为_________V。答案：22.549.固定翼无人机失速速度随重量增加而_________。答案：增大50.图传频段5.8GHz属于_________频段（ISM/SRD）。答案：ISM51.在无人机链路中，采用OFDM技术可有效抵抗_________衰落。答案：频率选择性52.根据伯努利方程，动压=1/2ρV²，其中ρ代表_________密度。答案：空气53.多旋翼无人机“指南针”受到_________干扰会导致航向漂移。答案：磁场54.固定翼无人机采用“襟翼”主要目的是提高_________升力系数。答案：最大55.在电池串联组中，若单片内阻增大，则该片在放电时电压_________更快。答案：下降56.根据《中国民航法》，无人机在人口稠密区飞行需事先申请_________。答案：空域许可57.在Pixhawk中，参数EKF2_GPS_CHECK用于设置GPS定位_________阈值。答案：精度58.螺旋桨雷诺数Re=ρVc/μ，其中c代表_________。答案：弦长59.多旋翼无人机“一键返航”时，默认爬升高度为_________m（可调）。答案：3060.在固定翼设计中，平均气动弦（MAC）用于计算_________位置。答案：重心四、简答题（共30分）61.（封闭型，6分）简述多旋翼无人机“电池压降”导致自动降落的触发逻辑。答案：飞控实时监测电池电压，当单体电压持续低于设定阈值（如3.3V）超过滤波时间，触发保护逻辑：首先报警，若电压继续下降，飞控强制进入降落模式，降低油门至悬停油门以下，缓慢下降直至触地并锁定电机，防止过放损坏电池。62.（开放型，8分）试分析在山区峡谷环境中，多旋翼无人机采用RTK+视觉融合定位的优劣。答案：优势：RTK可提供厘米级绝对定位，视觉里程计（VO）在GNSS短时遮挡时继续提供相对位姿，两者融合通过扩展卡尔曼滤波（EKF）降低漂移；视觉可识别峡谷壁纹理，辅助避障。劣势：峡谷内卫星可见数减少，RTK易失锁；视觉在弱光或纹理单一区域易失效；计算负载增加，功耗上升；需额外校准外参，系统复杂度提高。63.（封闭型，6分）写出固定翼无人机“升降舵配平”公式，并解释各符号含义。答案：δ_e=[W(x_cg−x_np)]/(qScC_mδe)其中：δ_e—配平升降舵偏角（rad）；W—重量（N）；x_cg—重心位置（m）；x_np—中性点位置（m）；q—动压（Pa）；S—机翼面积（m²）；c—平均气动弦（m）；C_mδe—升降舵操纵导数（1/rad）。64.（开放型，10分）某型多旋翼无人机起飞重量4kg，采用4轴，电池电压24V，悬停时单电机电流15A，欲将悬停时间从10分钟提升至15分钟，请给出三种工程可行方案并比较其利弊。答案：方案一：增加电池容量。原容量=4×15A×(10/60)h=10Ah，提升至15Ah。利：改动小；弊：重量增加约1.2kg，需重新校验推力裕度，机动性下降。方案二：更换高能量密度电池。由160Wh/kg提升至220Wh/kg，同等重量下容量增加37.5%。利：重量不变；弊：成本翻倍，对电池温控要求提高。方案三：增大螺旋桨直径并降低KV，提高悬停效率。利：电流下降约20%，时间延长；弊：响应带宽降低，结构改动大，需重新调参。综合：若推力裕度>50%，优先方案一；若成本敏感，方案三；若重量严格受限，方案二。五、应用题（共50分）65.（计算题，15分）已知某固定翼无人机参数：质量m=12kg，机翼面积S=1.5m²，展弦比AR=12，奥斯瓦尔德效率e=0.85，零升阻力系数C_D0=0.025，空气密度ρ=1.225kg/m³。求：（1）最佳巡航升阻比对应的升力系数C_L；（2）此时对应的速度V（km/h）；（3）若电池可用能量E=1.08×10^6J，推进系统总效率η=0.65，求最大续航时间t（h）。答案：（1）K=1/(πeAR)=1/(3.14×0.85×12)=0.0313；C_L,opt=√(C_D0/K)=√(0.025/0.0313)=0.894（2）D=mg/(L/D)=mg/√(1/(4C_D0K))=12×9.81/17.9=6.58N；V=√(2mg/(ρSC_L))=√(2×12×9.81/(1.225×1.5×0.894))=11.9m/s=42.8km/h（3）P=D×V=6.58×11.9=78.3W；t=Eη/P=1.08×10^6×0.65/78.3=8957s=2.49h66.（分析题，15分）某多旋翼无人机在城市环境中执行10km超视距巡检任务，链路采用900MHz数传+5.8GHz图传。飞行至6km处，地面站提示“图传丢帧率60%，数传RSSI−95dBm”。请分析可能原因并给出逐步排查方案。答案：原因：1.5.8GHz为视距链路，6km处被高楼遮挡导致菲涅尔区受阻；2.900MHz虽绕射能力强，但城市多径衰落导致RSSI下降；3.地面站天线增益不足或极化失配；4.同频干扰（Wi-Fi、城市微波）。排查：（1）地面站升高天线至30m，使用定向八木天线对准无人机；（2）切换5.8GHz至1.4GHz图传，降低频率；（3）开启数传自适应功率，检查发射功率是否已最大；（4）使用频谱仪扫描900MHz与5.8GHz背景噪声，更换干净信道；（5）检查天线馈线损耗，更换低损耗馈线；（6）若仍不足，增设中继无人机或采用4G图传备份。67.（综合题，20分）设计一架用于海上风电