无人机理论考试的题库及答案

无人机理论考试的题库及答案1.单项选择题（每题1分，共30分）1.1在标准大气条件下，多旋翼无人机悬停时单台电机拉力与整机重量之比最接近A.1:1  B.1:2  C.1:4  D.1:8答案：C1.2下列关于锂聚合物电池放电特性的描述，正确的是A.20C放电指电池容量在20分钟内放完B.放电倍率越高，电池内阻发热量越小C.3S1P电池满电电压为12.6VD.容量单位mAh与放电电流单位A无关答案：C1.3无人机进入失速状态的最直接原因是A.迎角超过临界迎角  B.空速低于最小功率速度C.电机停转  D.重心后移答案：A1.4根据《民用无人驾驶航空器实名制登记管理规定》，起飞重量大于等于多少克的无人机须实名登记A.150  B.250  C.500  D.1000答案：B1.5使用地面站软件设置航点时，若将“Loiter_Time”设为5s，无人机到达该点后将A.立即飞往下一航点  B.原地悬停5sC.盘旋5圈  D.自动降落答案：B1.6在GNSS定位中，PDOP值越大表示A.定位精度越高  B.定位精度越低C.卫星数量越多  D.信号强度越强答案：B1.7多旋翼无人机在海拔3000m高原起飞，与平原相比，最大起飞重量A.增加20%  B.基本不变  C.减少15%  D.减少40%答案：C1.8下列哪项不属于磁罗盘干扰源A.高压输电线  B.金属螺丝刀C.碳纤维螺旋桨  D.车载音响扬声器答案：C1.9无人机链路中断进入“Fail-Safe”模式，默认行为通常设置为A.继续执行任务  B.自动返航C.原地降落  D.垂直上升答案：B1.10关于升力公式L=½ρV²SCL，下列说法正确的是A.ρ为机翼面积  B.V指地速C.CL与迎角呈线性正比关系直至失速D.S为机翼参考面积答案：D1.11在空域分类中，我国民用航空通常将哪类空域划设为管制空域A.G类  B.D类  C.F类  D.H类答案：B1.12使用2.4GHz遥控链路时，下列哪种天线增益最高A.全向橡胶天线3dBi  B.八木天线8dBiC.抛物面定向天线24dBi  D.贴片天线5dBi答案：C1.13无人机前飞中，若出现荷兰滚现象，应优先调整A.俯仰角速率环增益  B.方向舵阻尼增益C.油门曲线  D.横滚角速率前馈答案：B1.14根据《民用无人驾驶航空器系统空中交通管理办法》，夜间飞行必须安装的灯标颜色为A.红色常亮  B.绿色常亮C.红色闪烁  D.白色闪烁答案：C1.15多旋翼无人机电调“刹车”功能开启后，主要影响A.电机启动加速度  B.螺旋桨风阻制动C.电池充电电流  D.陀螺仪量程答案：B1.16下列关于桨叶雷诺数的描述，正确的是A.与桨叶长度成反比  B.与空气密度无关C.与桨尖速度成正比  D.与动力粘度成正比答案：C1.17若无人机重心前移，则A.俯仰稳定性减弱  B.失速速度减小C.需更大升降舵上偏配平  D.巡航阻力减小答案：C1.18在Pixhawk飞控中，EKF3主要融合的数据不包括A.GPS水平位置  B.三轴磁罗盘C.空速计  D.激光雷达距离答案：C1.19下列哪种电池化学体系能量密度最高A.Li-Po  B.Li-ion18650  C.LiFePO4  D.Ni-MH答案：B1.20当无人机以25m/s空速、5m/s爬升率爬升时，爬升角约为A.9.5°  B.11.3°  C.13.6°  D.15.8°答案：B1.21下列关于螺旋桨静平衡的说法，正确的是A.静平衡合格则无需动平衡  B.静平衡需使用电子天平C.静平衡可减少机体振动  D.碳纤维桨无需静平衡答案：C1.22在遥控链路中，SBUS协议采用A.单线单向UART100kbps  B.双线CAN1MbpsC.单线双向RS232115200bps  D.双线I²C400kbps答案：A1.23无人机执行“扫描航线”任务时，相机快门间隔由下列哪项参数直接决定A.航高与旁向重叠度  B.航高与纵向重叠度C.风速与快门速度  D.焦距与ISO答案：B1.24下列关于雨雾对无人机影响的说法，错误的是A.螺旋桨效率下降  B.激光雷达测距失效C.视觉定位精度提高  D.电机进水风险增加答案：C1.25在《ICAOAnnex2》中，无人机被归类为A.航空器  B.航天器  C.模型  D.导弹答案：A1.26若电机KV值从800升至1000，在相同电压下A.扭矩增大  B.扭矩减小C.电流减小  D.效率一定提高答案：B1.27下列关于RTK“固定解”的描述，正确的是A.水平精度优于10cm  B.需至少3颗卫星C.无需基站数据  D.高程精度优于1mm答案：A1.28多旋翼无人机在悬停时，电机总功率与下列哪项成正比A.空气密度平方  B.桨叶直径平方C.桨叶直径五次方  D.空气密度三次方答案：C1.29下列关于“地理围栏”功能的说法，正确的是A.仅限制高度  B.需空管部门实时批准C.可设置圆柱体或多边体禁区  D.无法远程更新答案：C1.30若无人机在地面站显示“BadAHRS”，最可能的原因是A.磁罗盘未校准  B.GPS未定位C.电池电压低  D.遥控器信号弱答案：A2.多项选择题（每题2分，共20分；多选少选均不得分）2.1下列哪些因素会导致多旋翼无人机“侧翻”起飞A.电机转向错误  B.螺旋桨装反C.重心偏移  D.电调信号线插错答案：ABCD2.2关于锂电池存储，下列做法正确的是A.长期存放电量保持50%~60%B.存放环境0°C~25°CC.每3个月补电至3.9VD.与金属工具混放答案：ABC2.3下列哪些属于空速管（皮托管）结冰后的现象A.空速指示逐渐降至零B.高度指示异常增加C.升降速度指示延迟D.失速警告提前触发答案：ACD2.4无人机进行“航线规划”时，必须考虑的物理因素包括A.地形高程  B.风速风向C.地磁异常  D.人口密度答案：ABC2.5下列哪些情况会触发“强制降落”A.电池电压低于3.0V/CellB.遥控链路中断超过10sC.地理围栏breachD.电机转速差超过设定阈值答案：AC2.6关于螺旋桨桨距，下列说法正确的是A.定距桨在高空效率下降B.变距桨可优化不同工况C.桨距越大，静态推力一定越大D.桨距单位通常为英寸答案：ABD2.7下列哪些属于GNSS系统A.GPS  B.GLONASS  C.Galileo  D.BeiDou答案：ABCD2.8下列哪些传感器可用于无人机室内定位A.超声波测距  B.光流摄像头C.激光雷达SLAM  D.气压计答案：ABC2.9下列哪些行为违反《民用无人驾驶航空器驾驶员管理规定》A.在人口稠密区上方300ftAGL飞行B.未持执照操作7kg无人机做商业航拍C.飞行前未进行空域申请D.将无人机转借他人未变更登记答案：ABCD2.10下列哪些措施可降低电机电磁干扰A.增加铁氧体磁环  B.缩短ESC到电机线长C.使用屏蔽信号线  D.提高PWM频率答案：ABC3.填空题（每空1分，共20分）3.1国际民航组织规定，民用无人机与云层水平距离不得少于________米。答案：15003.2某4轴无人机起飞重量4kg，悬停时单电机拉力为________N（g取9.8）。答案：9.83.33S锂聚合物电池单片满电电压为________V。答案：4.23.4在标准大气中，海平面空气密度为________kg/m³。答案：1.2253.5若相机焦距为35mm，像元尺寸4µm，则每像素对应地面分辨率GSD=________×航高（单位：m）。答案：0.1143.6根据我国空域划分，真高120m以上属于________空域。答案：管制3.7多旋翼无人机电调“BEC”输出电压通常为________V。答案：53.8电机KV值800，使用6S电池满电电压25.2V，空载转速为________rpm。答案：201603.9螺旋桨型号“1555”中，55表示________。答案：螺距5.5英寸3.10在UTM系统中，U-space指________空域。答案：U-space3.11根据《ICAORPASManual》，C2链路是指________与________之间的控制与通信链路。答案：遥控站；无人机3.12激光雷达测距公式中，飞行时间t与距离d的关系为d=________。答案：ct/23.13无人机重心通常位于平均气动弦________%处。答案：25–303.14在Pixhawk中，安全开关LED快闪表示________。答案：未解锁但系统自检通过3.15我国《无线电管理条例》规定，840.5–845MHz频段用于________。答案：无人机遥控3.16若风速为8m/s，无人机空速为18m/s，则地速最大值为________m/s。答案：263.17电池能量密度单位常用________。答案：Wh/kg3.18视觉避障常用算法________（英文缩写）。答案：SLAM3.19根据ISO21384-3，无人机抗风等级分为________级。答案：63.20多旋翼无人机悬停功率与桨叶直径关系近似为P∝D________。答案：54.简答题（共30分）4.1（封闭型，6分）简述多旋翼无人机“动力冗余度”定义，并给出计算式。答案：动力冗余度指在最大起飞重量下，单台电机失效后剩余电机可提供的最大拉力与整机重量之比。设n轴，总拉力T=n·F，单发失效后剩余拉力T’=(n-1)F，则冗余度δ=T’/W=(n-1)F/W。要求δ≥1.5（行业惯例）。4.2（开放型，6分）说明在山区执行长距离巡检任务时，如何利用地形数据优化航线以降低功耗。答案：利用30m分辨率DEM，提取山脊与山谷线；将航线设置于山谷顺风走廊，利用上升气流；对爬升段采用“阶梯式”爬升，避免急爬升；返航时利用山脊背风下沉气流降低油门；通过动态规划算法求解最低能耗路径，仿真验证可减少15%功耗。4.3（封闭型，6分）写出基于气压计的高度融合公式，并解释各符号含义。答案：h_est=K·h_bar+(1-K)·h_gps，其中h_est为融合高度，h_bar为气压高度，h_gps为GPS椭球高，K为0.8–0.95的加权系数，用于抑制GPS短时漂移。4.4（开放型，6分）论述在人口稠密区发生链路中断后的应急处置流程。答案：立即启动Fail-Safe：1.触发自动返航，爬升至设定安全高度；2.地面站切换至备用链路（4G/5G）；3.若返航路径经人口上空，启动“绕行模式”，利用地理围栏重新规划；4.仍无法恢复，则触发“定点降落”，选择最近空旷屋顶或停车场；5.同时通过ADS-BOUT广播，通知附近有人机；6.事故后30min内向民航地区管理局报告。4.5（封闭型，6分）解释“桨尖马赫数”限制，并给出临界值。答案：桨尖速度接近声速时，激波导致拉力骤降、噪声激增。临界桨尖马赫数M_tip≤0.8（不可压缩流上限），计算式M_tip=√(V_tip²/a²)，其中V_tip=ΩR，a=√(γRT)为当地声速。5.计算题（共30分）5.1（10分）某六轴无人机参数：起飞重量6kg，桨径15inch，电机KV=900，6S电池满电25.2V，空气密度1.0kg/m³（高原）。假设悬停时桨叶figureofmeritFM=0.65，求单桨所需拉力、转速及总功率。答案：单桨拉力F=mg/6=9.8N桨面积A=π(0.1905/2)²=0.0285m²悬停诱导速度v_i=√(F/2ρA)=√(9.8/(2×1.0×0.0285))=13.1m/s理想功率P_ideal=F·v_i=128.4W实际功率P_act=P_ideal/FM=197.5W总功率P_total=6×197.5=1185W转速n=60·v_i/(πD·η_i)，取η_i=0.9，得n=60×13.1/(π×0.1905×0.9)=1458rpm理论空载转速n_0=KV·U=900×25.2=22680rpm需减速比22680/1458≈15.5，实际采用电子调速，无需机械减速，结论：电机需维持约1460rpm，总电流I=P/U=1185/25.2≈47A。5.2（10分）相机焦距24mm，像元尺寸3.8µm，航高100m，要求旁向重叠度60%，航线间隔多少米？若测区宽1km，需多少条航线？答案：GSD=3.8e-6×100/0.024=0.0158m=1.58cm像幅宽假设6000像素，则地面幅宽=6000×0.0158=94.8m航线间隔B=94.8×(1-0.6)=37.9m航线数N=1000/37.9≈26.4→27条5.3（10分）无人机以20m/s地速逆风飞行，风速5m/s，电池总能量500Wh，整机功率均值800W，若需保留25%安全电量，求最大单程距离。答案：可用能量E=500×0.75=375Wh可用时间t=375/800=0.46875h=1687.5s空速V_a=20+5=25m/s单程距离D=20×1687.5=33750m=33.75km6.综合分析题（共20分）背景：某电力公司计划使用固定翼无人机对海拔3500m的500kV高压线路进行30km通道巡检，线路经过高山、峡谷与积雪区，平均温度-10°C，最大风速15m/s，需连续作业2h，拍摄红外与可见光图像，实时回传。问题：6.1（6分）从平台选择、动力、能源、链路四方面论证技术可行性。答案：平台：选用3m翼展复合材固定翼，最大起飞重量8kg，升阻比16，满足高海拔空气密度0.9k