2025年航空航天工程師航空發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)題及答案一、選擇題（每題2分，共12分）

1.航空發(fā)動(dòng)機(jī)的主要功能是：

A.提供飛機(jī)的推進(jìn)力

B.產(chǎn)生飛機(jī)的升力

C.控制飛機(jī)的俯仰

D.實(shí)現(xiàn)飛機(jī)的轉(zhuǎn)向

答案：A

2.下列哪種材料在航空發(fā)動(dòng)機(jī)中應(yīng)用較少？

A.鈦合金

B.鈦鋁合金

C.鈦鉻合金

D.鈦鎳合金

答案：C

3.下列哪種冷卻方式在航空發(fā)動(dòng)機(jī)中應(yīng)用最廣泛？

A.液冷

B.空冷

C.混合冷卻

D.導(dǎo)熱

答案：A

4.下列哪種燃燒方式在航空發(fā)動(dòng)機(jī)中應(yīng)用最廣泛？

A.液體燃料燃燒

B.氣體燃料燃燒

C.固體燃料燃燒

D.混合燃料燃燒

答案：A

5.下列哪種葉片形狀在航空發(fā)動(dòng)機(jī)中應(yīng)用最廣泛？

A.圓柱形

B.橢圓形

C.凸形

D.凹形

答案：B

6.下列哪種發(fā)動(dòng)機(jī)屬于渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)？

A.燃?xì)廨啓C(jī)

B.渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)

C.渦輪螺旋槳發(fā)動(dòng)機(jī)

D.渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)

答案：D

二、填空題（每題2分，共12分）

1.航空發(fā)動(dòng)機(jī)的工作原理是______。

答案：燃料燃燒產(chǎn)生高溫高壓氣體，通過渦輪和壓氣機(jī)實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換，從而產(chǎn)生推力。

2.航空發(fā)動(dòng)機(jī)的主要部件包括______、______、______。

答案：渦輪、壓氣機(jī)、燃燒室。

3.航空發(fā)動(dòng)機(jī)的熱效率一般為______左右。

答案：25%。

4.航空發(fā)動(dòng)機(jī)的渦輪進(jìn)口溫度一般為______左右。

答案：1100℃。

5.航空發(fā)動(dòng)機(jī)的渦輪出口溫度一般為______左右。

答案：500℃。

6.航空發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速一般為______左右。

答案：10000～30000r/min。

三、判斷題（每題2分，共12分）

1.航空發(fā)動(dòng)機(jī)的渦輪進(jìn)口溫度越高，發(fā)動(dòng)機(jī)的熱效率越高。（）

答案：×（渦輪進(jìn)口溫度越高，發(fā)動(dòng)機(jī)的熱效率不一定越高，還與材料、冷卻方式等因素有關(guān)。）

2.航空發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速越高，發(fā)動(dòng)機(jī)的推力越大。（）

答案：√

3.航空發(fā)動(dòng)機(jī)的渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)比渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油消耗率低。（）

答案：√

4.航空發(fā)動(dòng)機(jī)的壓氣機(jī)葉片數(shù)量越多，發(fā)動(dòng)機(jī)的推力越大。（）

答案：×（壓氣機(jī)葉片數(shù)量越多，發(fā)動(dòng)機(jī)的推力不一定越大，還與葉片形狀、轉(zhuǎn)速等因素有關(guān)。）

5.航空發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室壓力越高，發(fā)動(dòng)機(jī)的熱效率越高。（）

答案：×（燃燒室壓力越高，發(fā)動(dòng)機(jī)的熱效率不一定越高，還與燃燒方式、材料等因素有關(guān)。）

6.航空發(fā)動(dòng)機(jī)的渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)比渦輪螺旋槳發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油消耗率低。（）

答案：√

四、簡(jiǎn)答題（每題6分，共36分）

1.簡(jiǎn)述航空發(fā)動(dòng)機(jī)的主要類型及其特點(diǎn)。

答案：航空發(fā)動(dòng)機(jī)主要分為渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)、渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)、渦輪螺旋槳發(fā)動(dòng)機(jī)和燃?xì)廨啓C(jī)。

（1）渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)：推力大，燃油消耗率高，適用于高速飛行。

（2）渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)：推力較大，燃油消耗率較低，適用于中、高空飛行。

（3）渦輪螺旋槳發(fā)動(dòng)機(jī)：推力較小，燃油消耗率較低，適用于低速飛行。

（4）燃?xì)廨啓C(jī)：適用于發(fā)電、工業(yè)等領(lǐng)域。

2.簡(jiǎn)述航空發(fā)動(dòng)機(jī)的主要部件及其功能。

答案：航空發(fā)動(dòng)機(jī)的主要部件包括渦輪、壓氣機(jī)、燃燒室、渦輪噴嘴、渦輪葉片、渦輪盤、壓氣機(jī)葉片、壓氣機(jī)盤、燃油噴嘴、燃油泵、點(diǎn)火器、控制系統(tǒng)等。

（1）渦輪：將燃料燃燒產(chǎn)生的熱能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，產(chǎn)生推力。

（2）壓氣機(jī)：將空氣壓縮，提高空氣密度，為燃燒室提供足夠的氧氣。

（3）燃燒室：燃燒燃料，產(chǎn)生高溫高壓氣體。

（4）渦輪噴嘴：將渦輪產(chǎn)生的能量傳遞給壓氣機(jī)。

（5）渦輪葉片：將渦輪產(chǎn)生的能量轉(zhuǎn)換為機(jī)械能。

（6）渦輪盤：支撐渦輪葉片，傳遞能量。

（7）壓氣機(jī)葉片：將空氣壓縮。

（8）壓氣機(jī)盤：支撐壓氣機(jī)葉片，傳遞能量。

（9）燃油噴嘴：將燃油噴入燃燒室。

（10）燃油泵：為燃油噴嘴提供燃油。

（11）點(diǎn)火器：點(diǎn)燃燃油。

（12）控制系統(tǒng)：控制發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行參數(shù)。

3.簡(jiǎn)述航空發(fā)動(dòng)機(jī)的熱效率及其影響因素。

答案：航空發(fā)動(dòng)機(jī)的熱效率是指燃料燃燒產(chǎn)生的熱能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的比例。其計(jì)算公式為：

熱效率=推力/燃料消耗量

影響航空發(fā)動(dòng)機(jī)熱效率的因素有：

（1）燃燒方式：燃燒方式對(duì)熱效率有較大影響。

（2）材料：材料的熱導(dǎo)率、密度、熔點(diǎn)等影響熱效率。

（3）冷卻方式：冷卻方式影響燃燒室、渦輪等部件的溫度，從而影響熱效率。

（4）轉(zhuǎn)速：轉(zhuǎn)速越高，熱效率越高。

（5）空氣流量：空氣流量越大，熱效率越高。

4.簡(jiǎn)述航空發(fā)動(dòng)機(jī)的渦輪進(jìn)口溫度及其影響因素。

答案：航空發(fā)動(dòng)機(jī)的渦輪進(jìn)口溫度是指渦輪葉片進(jìn)入渦輪時(shí)的溫度。其影響因素有：

（1）燃燒室溫度：燃燒室溫度越高，渦輪進(jìn)口溫度越高。

（2）渦輪葉片材料：渦輪葉片材料的熔點(diǎn)越高，渦輪進(jìn)口溫度越高。

（3）冷卻方式：冷卻方式越好，渦輪進(jìn)口溫度越低。

5.簡(jiǎn)述航空發(fā)動(dòng)機(jī)的渦輪出口溫度及其影響因素。

答案：航空發(fā)動(dòng)機(jī)的渦輪出口溫度是指渦輪葉片離開渦輪時(shí)的溫度。其影響因素有：

（1）燃燒室溫度：燃燒室溫度越高，渦輪出口溫度越高。

（2）渦輪葉片材料：渦輪葉片材料的熔點(diǎn)越高，渦輪出口溫度越高。

（3）冷卻方式：冷卻方式越好，渦輪出口溫度越低。

6.簡(jiǎn)述航空發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速及其影響因素。

答案：航空發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速是指渦輪、壓氣機(jī)等部件的旋轉(zhuǎn)速度。其影響因素有：

（1）發(fā)動(dòng)機(jī)類型：渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速較高，渦輪螺旋槳發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速較低。

（2）空氣流量：空氣流量越大，轉(zhuǎn)速越高。

（3）燃料消耗量：燃料消耗量越大，轉(zhuǎn)速越高。

（4）冷卻方式：冷卻方式越好，轉(zhuǎn)速越高。

五、計(jì)算題（每題6分，共36分）

1.已知某航空發(fā)動(dòng)機(jī)的推力為10000N，燃油消耗量為100kg/h，求該發(fā)動(dòng)機(jī)的熱效率。

答案：熱效率=推力/燃料消耗量=10000N/100kg/h=100N/kg

2.已知某航空發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室溫度為1200℃，渦輪進(jìn)口溫度為1100℃，渦輪出口溫度為500℃，求該發(fā)動(dòng)機(jī)的熱效率。

答案：熱效率=推力/燃料消耗量=1200℃/1100℃=1.09（約為109%）

3.已知某航空發(fā)動(dòng)機(jī)的渦輪進(jìn)口溫度為1100℃，渦輪出口溫度為500℃，渦輪葉片材料熔點(diǎn)為1200℃，求該發(fā)動(dòng)機(jī)的渦輪進(jìn)口溫度。

答案：渦輪進(jìn)口溫度=渦輪出口溫度+（渦輪葉片材料熔點(diǎn)-渦輪出口溫度）/2=500℃+（1200℃-500℃）/2=750℃

4.已知某航空發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室壓力為1.5MPa，渦輪進(jìn)口溫度為1100℃，渦輪出口溫度為500℃，求該發(fā)動(dòng)機(jī)的熱效率。

答案：熱效率=推力/燃料消耗量=1.5MPa/1100℃=1.36（約為136%）

5.已知某航空發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速為20000r/min，求該發(fā)動(dòng)機(jī)的推力。

答案：推力=轉(zhuǎn)速×力矩=20000r/min×力矩

6.已知某航空發(fā)動(dòng)機(jī)的空氣流量為200kg/s，燃油消耗量為10kg/s，求該發(fā)動(dòng)機(jī)的熱效率。

答案：熱效率=推力/燃料消耗量=200kg/s/10kg/s=20（約為2000%）

本次試卷答案如下：

一、選擇題（每題2分，共12分）

1.A

解析：航空發(fā)動(dòng)機(jī)的主要功能是提供飛機(jī)的推進(jìn)力，這是其基本的工作原理。

2.C

解析：鈦鉻合金在航空發(fā)動(dòng)機(jī)中的應(yīng)用較少，通常使用鈦合金、鈦鋁合金和鈦鎳合金。

3.A

解析：液冷方式在航空發(fā)動(dòng)機(jī)中應(yīng)用最廣泛，因?yàn)樗軌蛴行У貛ё邿崃?，防止發(fā)動(dòng)機(jī)過熱。

4.A

解析：液體燃料燃燒在航空發(fā)動(dòng)機(jī)中應(yīng)用最廣泛，因?yàn)橐后w燃料具有較高的能量密度。

5.B

解析：橢圓形葉片在航空發(fā)動(dòng)機(jī)中應(yīng)用最廣泛，因?yàn)樗軌蛱峁┝己玫臍鈩?dòng)性能。

6.D

解析：渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)是典型的渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)類型，它通過噴氣產(chǎn)生推力。

二、填空題（每題2分，共12分）

1.燃料燃燒產(chǎn)生高溫高壓氣體，通過渦輪和壓氣機(jī)實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換，從而產(chǎn)生推力。

解析：這是航空發(fā)動(dòng)機(jī)工作的基本原理，通過燃燒燃料產(chǎn)生的高溫高壓氣體推動(dòng)渦輪和壓氣機(jī)。

2.渦輪、壓氣機(jī)、燃燒室。

解析：這些是航空發(fā)動(dòng)機(jī)的主要部件，每個(gè)部件都有其特定的功能。

3.25%

解析：航空發(fā)動(dòng)機(jī)的熱效率通常在25%左右，這是由于熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的損失。

4.1100℃

解析：渦輪進(jìn)口溫度通常在1100℃左右，這是由于高溫高壓氣體的溫度。

5.500℃

解析：渦輪出口溫度通常在500℃左右，這是由于冷卻系統(tǒng)的作用。

6.10000～30000r/min

解析：航空發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速通常在10000到30000轉(zhuǎn)每分鐘之間，這是為了產(chǎn)生足夠的推力。

三、判斷題（每題2分，共12分）

1.×

解析：渦輪進(jìn)口溫度越高，并不一定意味著熱效率越高，還需要考慮其他因素。

2.√

解析：轉(zhuǎn)速越高，發(fā)動(dòng)機(jī)的推力越大，因?yàn)檗D(zhuǎn)速直接影響渦輪和壓氣機(jī)的效率。

3.√

解析：渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油消耗率確實(shí)比渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)低，因?yàn)樗懈嗟目諝饬鬟^。

4.×

解析：壓氣機(jī)葉片數(shù)量多并不一定增加推力，還需要考慮葉片設(shè)計(jì)、轉(zhuǎn)速等因素。

5.×

解析：燃燒室壓力高并不一定提高熱效率，還需要考慮燃燒效率、冷卻效果等。

6.√

解析：渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油消耗率通常比渦輪螺旋槳發(fā)動(dòng)機(jī)低。

四、簡(jiǎn)答題（每題6分，共36分）

1.航空發(fā)動(dòng)機(jī)的主要類型及其特點(diǎn)。

解析：此題要求列舉航空發(fā)動(dòng)機(jī)的主要類型并描述其特點(diǎn)，需要考生對(duì)各種發(fā)動(dòng)機(jī)類型有基本的了解。

2.航空發(fā)動(dòng)機(jī)的主要部件及其功能。

解析：此題要求考生列舉航空發(fā)動(dòng)機(jī)的主要部件并描述其功能，需要考生對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理有深入的理解。

3.航空發(fā)動(dòng)機(jī)的熱效率及其影響因素。

解析：此題要求考生解釋熱效率的概念并列舉影響熱效率的因素，需要考生對(duì)熱效率的計(jì)算和影響因素有清晰的認(rèn)識(shí)。

4.航空發(fā)動(dòng)機(jī)的渦輪進(jìn)口溫度及其影響因素。