直升机设计理论考试试题及答案

直升机设计理论考试试题及答案考试时长：120分钟满分：100分一、单选题（总共10题，每题2分，总分20分）1.直升机旋翼系统设计中，影响桨盘载荷分布的主要因素是（）A.旋翼转速B.桨尖速比C.桨距角D.旋翼结构刚度2.在直升机气动布局中，涵道比（η）的定义是（）A.桨盘直径与发动机直径之比B.桨盘直径与旋翼转速之比C.桨盘直径与空气流量之比D.桨盘直径与发动机功率之比3.直升机主减速器设计中，采用斜齿轮传动的主要目的是（）A.提高传动效率B.减小传动噪音C.增强抗冲击能力D.减小齿轮尺寸4.直升机振动控制中，采用柔性接头的主要作用是（）A.减小传动轴刚度B.增强系统阻尼C.调节传动间隙D.防止共振发生5.直升机尾桨设计中，采用变距机构的主要目的是（）A.提高尾桨效率B.增强尾桨推力调节范围C.减小尾桨重量D.防止尾桨空化6.直升机结构设计中，复合材料主梁的典型截面形式是（）A.实心矩形截面B.空心圆管截面C.翼梁式截面D.蜂窝夹层截面7.直升机飞行控制系统中，液压助力器的核心部件是（）A.液压泵B.液压马达C.液压伺服阀D.液压管路8.直升机起落架设计中，采用油气减震器的主要目的是（）A.增强减震能力B.减小起落架重量C.提高起落架刚度D.防止轮胎磨损9.直升机动力系统设计中，涡轮轴发动机的典型应用是（）A.轻型直升机B.重型直升机C.无人机D.航空母舰舰载机10.直升机旋翼挥舞运动中，桨盘后掠角的主要作用是（）A.增大桨盘载荷B.减小桨盘载荷C.改善桨盘气流分布D.增强桨叶刚度二、填空题（总共10题，每题2分，总分20分）1.直升机旋翼系统设计中，桨距角（β）的单位是（）度。2.直升机气动布局中，涵道比（η）的典型值范围是（）～1。3.直升机主减速器设计中，齿轮传动的接触应力计算公式中，弹性系数（ZE）的单位是（）MPa^(1/2)。4.直升机振动控制中，柔性接头的主要材料是（）合金。5.直升机尾桨设计中，变距机构的典型控制方式是（）控制。6.直升机结构设计中，复合材料主梁的典型铺层方式是（）铺层。7.直升机飞行控制系统中，液压助力器的典型工作压力范围是（）MPa。8.直升机起落架设计中，油气减震器的典型减震行程是（）mm。9.直升机动力系统设计中，涡轮轴发动机的典型推重比是（）kN/kg。10.直升机旋翼挥舞运动中，桨盘后掠角的主要作用是（）气流绕流。三、判断题（总共10题，每题2分，总分20分）1.直升机旋翼系统设计中，桨尖速比越大，桨盘载荷分布越均匀。（×）2.直升机气动布局中，涵道比越大，尾桨推力损失越小。（√）3.直升机主减速器设计中，斜齿轮传动的主要优点是传动效率高。（√）4.直升机振动控制中，柔性接头的主要作用是增强系统刚度。（×）5.直升机尾桨设计中，变距机构的典型控制方式是电液控制。（√）6.直升机结构设计中，复合材料主梁的典型铺层方式是单向铺层。（×）7.直升机飞行控制系统中，液压助力器的典型工作压力范围是30～70MPa。（√）8.直升机起落架设计中，油气减震器的典型减震行程是100～300mm。（√）9.直升机动力系统设计中，涡轮轴发动机的典型推重比是1～1.5kN/kg。（×）10.直升机旋翼挥舞运动中，桨盘后掠角的主要作用是减小气流绕流。（×）四、简答题（总共4题，每题4分，总分16分）1.简述直升机旋翼系统设计中，桨距角（β）对桨盘载荷分布的影响。答：桨距角（β）越大，桨盘载荷分布越均匀，但桨叶根部应力增大；桨距角越小，桨盘载荷分布越不均匀，但桨叶根部应力减小。2.简述直升机气动布局中，涵道比（η）对尾桨效率的影响。答：涵道比越大，尾桨效率越高，尾桨推力损失越小；涵道比越小，尾桨效率越低，尾桨推力损失越大。3.简述直升机主减速器设计中，斜齿轮传动的主要优点。答：斜齿轮传动的主要优点是传动平稳、噪音小、承载能力强、使用寿命长。4.简述直升机振动控制中，柔性接头的主要作用。答：柔性接头的主要作用是减小传动轴刚度，增强系统阻尼，防止共振发生，提高系统可靠性。五、应用题（总共4题，每题6分，总分24分）1.某轻型直升机旋翼系统设计中，桨盘直径D=10m，旋翼转速ω=300rpm，桨距角β=5°，空气密度ρ=1.225kg/m³，求桨盘载荷分布系数。解：桨盘载荷分布系数C=ρω²D²β/2，代入数据得C=1.225×(300/60)²×10²×5/2=0.328。2.某重型直升机气动布局中，涵道比η=0.8，尾桨直径d=1m，尾桨转速n=2400rpm，求尾桨推力损失。解：尾桨推力损失T_loss=ηT，代入数据得T_loss=0.8T，其中T为尾桨总推力。3.某直升机主减速器设计中，采用斜齿轮传动，齿轮模数m=5mm，齿数z=20，螺旋角β=30°，求齿轮传动的接触应力。解：接触应力σ=σ_b=σ_k×K_t×K_h×K_v，其中σ_b为基本接触应力，σ_k为载荷系数，K_t为扭矩系数，K_h为接触硬化系数，K_v为速度系数。4.某直升机振动控制中，采用柔性接头，接头刚度k=100N/mm，系统固有频率f_n=100Hz，求系统的阻尼比ζ。解：阻尼比ζ=ω_d/2ω_n，其中ω_d为阻尼频率，ω_n为固有频率。代入数据得ζ=0.1。【标准答案及解析】一、单选题1.B旋翼转速影响桨盘载荷分布，转速越高，载荷越大。2.C涵道比η=桨盘直径/空气流量。3.A斜齿轮传动的主要优点是提高传动效率。4.A柔性接头的主要作用是减小传动轴刚度。5.B变距机构的主要目的是增强尾桨推力调节范围。6.D复合材料主梁的典型截面形式是蜂窝夹层截面。7.C液压伺服阀是液压助力器的核心部件。8.A油气减震器的主要目的是增强减震能力。9.B涡轮轴发动机的典型应用是重型直升机。10.C桨盘后掠角的主要作用是改善桨盘气流分布。二、填空题1.90旋翼系统设计中，桨距角（β）的单位是度。2.1.5涵道比（η）的典型值范围是1.5～1。3.316.23齿轮传动的接触应力计算公式中，弹性系数（ZE）的单位是MPa^(1/2)。4.2A12柔性接头的主要材料是2A12铝合金。5.电液变距机构的典型控制方式是电液控制。6.[0/90][45/45]复合材料主梁的典型铺层方式是[0/90]或[45/45]铺层。7.30～70液压助力器的典型工作压力范围是30～70MPa。8.100～300油气减震器的典型减震行程是100～300mm。9.1～1.5涡轮轴发动机的典型推重比是1～1.5kN/kg。10.减小桨盘后掠角的主要作用是减小气流绕流。三、判断题1.×桨尖速比越大，桨盘载荷分布越不均匀。2.√涵道比越大，尾桨推力损失越小。3.√斜齿轮传动的主要优点是传动效率高。4.×柔性接头的主要作用是减小系统刚度。5.√变距机构的典型控制方式是电液控制。6.×复合材料主梁的典型铺层方式是正交各向铺层。7.√液压助力器的典型工作压力范围是30～70MPa。8.√油气减震器的典型减震行程是100～300mm。9.×涡轮轴发动机的典型推重比是1～1.5kN/kg。10.×桨盘后掠角的主要作用是增大气流绕流。四、简答题1.桨距角（β）越大，桨盘载荷分布越均匀，但桨叶根部应力增大；桨距角越小，桨盘载荷分布越不均匀，但桨叶根部应力减小。2.涵道比越大，尾桨效率越高，尾桨推力损失越小；涵道比越小，尾桨效率越低，尾桨推力损失越大。3.斜齿轮传动的主要优点是传动平稳、噪音小、承载能力强、使用寿命长。4.柔性接头的主要作用是减小传动轴刚度，增强系统阻尼，防止共振发生，提高系统可靠性。五、应用题1.桨盘载荷分布系数C=ρω²D²β/2，代入数据得C=1.225×(300/60