2025年飛機(jī)力學(xué)測試題及答案一、選擇題（每題3分，共30分）1.飛機(jī)在水平勻速飛行時(shí)，升力與重力的關(guān)系是（）A.升力大于重力B.升力小于重力C.升力等于重力D.無法確定答案：C。飛機(jī)水平勻速飛行時(shí)處于平衡狀態(tài)，豎直方向上受到的升力和重力是一對平衡力，大小相等。2.當(dāng)飛機(jī)的飛行速度增大時(shí)，其升力會（）A.增大B.減小C.不變D.先增大后減小答案：A。根據(jù)升力公式$L=\frac{1}{2}C_{L}\rhoV^{2}S$（其中$L$為升力，$C_{L}$為升力系數(shù)，$\rho$為空氣密度，$V$為飛行速度，$S$為機(jī)翼面積），在其他條件不變時(shí)，飛行速度$V$增大，升力$L$會增大。3.飛機(jī)機(jī)翼上表面的氣流速度比下表面的氣流速度（）A.快B.慢C.相同D.不確定答案：A。飛機(jī)機(jī)翼的形狀上凸下平，根據(jù)流體的連續(xù)性原理和伯努利定理，空氣在相同時(shí)間內(nèi)通過機(jī)翼上表面的路程比下表面長，所以上表面氣流速度比下表面快。4.飛機(jī)的阻力主要包括（）A.摩擦阻力、壓差阻力、誘導(dǎo)阻力、干擾阻力B.摩擦阻力、重力、誘導(dǎo)阻力、干擾阻力C.壓差阻力、升力、誘導(dǎo)阻力、干擾阻力D.摩擦阻力、壓差阻力、重力、干擾阻力答案：A。飛機(jī)飛行時(shí)的阻力主要有摩擦阻力（空氣與飛機(jī)表面的摩擦產(chǎn)生）、壓差阻力（由于物體前后壓力差產(chǎn)生）、誘導(dǎo)阻力（伴隨升力產(chǎn)生）和干擾阻力（各部件之間相互干擾產(chǎn)生），重力是飛機(jī)受到的地球引力，升力是克服重力使飛機(jī)上升的力，它們不屬于阻力。5.以下哪種情況會使飛機(jī)的誘導(dǎo)阻力減?。ǎ〢.增大機(jī)翼展弦比B.減小機(jī)翼展弦比C.增大飛機(jī)重量D.減小飛行速度答案：A。誘導(dǎo)阻力與機(jī)翼展弦比成反比，增大機(jī)翼展弦比可以減小誘導(dǎo)阻力。飛機(jī)重量增大、飛行速度減小都會使誘導(dǎo)阻力增大。6.飛機(jī)在起飛滑跑階段，其加速度（）A.逐漸增大B.逐漸減小C.保持不變D.先增大后減小答案：B。在起飛滑跑階段，飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)推力基本不變，但隨著速度增大，空氣阻力增大，根據(jù)牛頓第二定律$F=ma$（$F$為合力，$m$為飛機(jī)質(zhì)量，$a$為加速度），合力逐漸減小，所以加速度逐漸減小。7.飛機(jī)的重心位置對飛行性能有重要影響，當(dāng)重心前移時(shí)，飛機(jī)的（）A.穩(wěn)定性增強(qiáng)，操縱性變差B.穩(wěn)定性變差，操縱性增強(qiáng)C.穩(wěn)定性和操縱性都增強(qiáng)D.穩(wěn)定性和操縱性都變差答案：A。重心前移時(shí)，飛機(jī)的恢復(fù)力矩增大，穩(wěn)定性增強(qiáng)，但操縱飛機(jī)時(shí)需要更大的操縱力，操縱性變差。8.飛機(jī)在巡航階段，發(fā)動(dòng)機(jī)的推力主要用于克服（）A.升力B.重力C.阻力D.慣性力答案：C。飛機(jī)巡航時(shí)水平勻速飛行，處于平衡狀態(tài)，發(fā)動(dòng)機(jī)推力與飛機(jī)受到的阻力平衡，主要用于克服阻力。9.空氣的可壓縮性對飛機(jī)飛行的影響在（）時(shí)更為明顯。A.低速飛行B.亞音速飛行C.超音速飛行D.所有飛行速度答案：C。在超音速飛行時(shí)，空氣的可壓縮性會導(dǎo)致激波等現(xiàn)象，對飛機(jī)的氣動(dòng)力特性產(chǎn)生顯著影響，而在低速和亞音速飛行時(shí)，空氣可壓縮性的影響相對較小。10.飛機(jī)的俯仰平衡主要通過（）來實(shí)現(xiàn)。A.副翼B.升降舵C.方向舵D.襟翼答案：B。升降舵可以改變飛機(jī)的俯仰姿態(tài)，通過升降舵的上下偏轉(zhuǎn)產(chǎn)生俯仰力矩，實(shí)現(xiàn)飛機(jī)的俯仰平衡。副翼主要用于控制飛機(jī)的滾轉(zhuǎn)，方向舵用于控制飛機(jī)的偏航，襟翼主要用于增加升力。二、填空題（每題3分，共30分）1.飛機(jī)的升力是由于機(jī)翼上下表面的__________不同而產(chǎn)生的。答案：壓力差。機(jī)翼上表面氣流速度快、壓力小，下表面氣流速度慢、壓力大，上下表面的壓力差就形成了升力。2.飛機(jī)的阻力系數(shù)與飛機(jī)的__________和飛行狀態(tài)有關(guān)。答案：外形。飛機(jī)的外形不同，其空氣動(dòng)力學(xué)特性不同，阻力系數(shù)也不同，同時(shí)飛行狀態(tài)如飛行速度、高度等也會影響阻力系數(shù)。3.飛機(jī)的最大平飛速度受到發(fā)動(dòng)機(jī)__________和飛機(jī)阻力的限制。答案：推力。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)推力等于飛機(jī)阻力時(shí)，飛機(jī)達(dá)到最大平飛速度，發(fā)動(dòng)機(jī)推力越大、飛機(jī)阻力越小，最大平飛速度越高。4.飛機(jī)的失速是指當(dāng)機(jī)翼迎角增大到一定程度時(shí)，機(jī)翼上表面的氣流發(fā)生__________，導(dǎo)致升力系數(shù)急劇下降，阻力系數(shù)急劇增大的現(xiàn)象。答案：分離。隨著迎角增大，機(jī)翼上表面氣流分離點(diǎn)前移，當(dāng)迎角增大到臨界迎角時(shí)，氣流嚴(yán)重分離，升力系數(shù)下降、阻力系數(shù)增大，飛機(jī)進(jìn)入失速狀態(tài)。5.飛機(jī)的橫向穩(wěn)定性主要由機(jī)翼的__________、上反角和垂直尾翼等因素來保證。答案：后掠角。機(jī)翼的后掠角、上反角和垂直尾翼都有助于飛機(jī)在橫向（滾轉(zhuǎn)方向）保持穩(wěn)定。6.飛機(jī)在著陸滑跑階段，為了增加阻力縮短滑跑距離，通常會采用__________、打開減速板等措施。答案：剎車。剎車可以增加飛機(jī)與跑道的摩擦力，打開減速板可以增加空氣阻力，兩者都能使飛機(jī)在著陸滑跑時(shí)更快減速，縮短滑跑距離。7.飛機(jī)的氣動(dòng)力中心是指__________不隨迎角變化的點(diǎn)。答案：氣動(dòng)力矩。氣動(dòng)力中心是飛機(jī)氣動(dòng)力產(chǎn)生的力矩不隨迎角變化的點(diǎn)，它是研究飛機(jī)氣動(dòng)力特性的一個(gè)重要參考點(diǎn)。8.飛機(jī)的飛行馬赫數(shù)是指飛機(jī)飛行速度與__________的比值。答案：當(dāng)?shù)匾羲?。馬赫數(shù)$M=\frac{V}{a}$（其中$V$為飛機(jī)飛行速度，$a$為當(dāng)?shù)匾羲伲糜诤饬匡w機(jī)飛行速度與音速的相對大小。9.飛機(jī)的螺旋槳在工作時(shí)，槳葉的運(yùn)動(dòng)可以分解為__________和圓周運(yùn)動(dòng)。答案：前進(jìn)運(yùn)動(dòng)。螺旋槳在飛機(jī)飛行時(shí)，槳葉一方面隨飛機(jī)向前做前進(jìn)運(yùn)動(dòng)，另一方面繞螺旋槳軸做圓周運(yùn)動(dòng)。10.飛機(jī)的操縱性是指飛機(jī)能夠按照飛行員的意愿進(jìn)行__________、滾轉(zhuǎn)和偏航運(yùn)動(dòng)的能力。答案：俯仰。飛機(jī)的操縱性主要體現(xiàn)在飛行員通過操縱裝置使飛機(jī)進(jìn)行俯仰、滾轉(zhuǎn)和偏航三種基本運(yùn)動(dòng)。三、簡答題（每題10分，共30分）1.簡述飛機(jī)升力產(chǎn)生的原理。答：飛機(jī)升力的產(chǎn)生主要基于流體力學(xué)原理。飛機(jī)機(jī)翼通常設(shè)計(jì)成上凸下平的形狀。當(dāng)飛機(jī)向前飛行時(shí)，空氣同時(shí)流過機(jī)翼的上表面和下表面。由于機(jī)翼上表面凸起，空氣在相同時(shí)間內(nèi)通過上表面的路程比下表面長。根據(jù)流體的連續(xù)性原理，在單位時(shí)間內(nèi)通過機(jī)翼不同表面的空氣質(zhì)量相等，所以上表面的氣流速度比下表面快。再根據(jù)伯努利定理，在不可壓縮、無粘性的流體中，流體的速度越大，壓力越??；速度越小，壓力越大。因此，機(jī)翼上表面的壓力小于下表面的壓力，上下表面的壓力差就形成了向上的升力，使飛機(jī)能夠在空中飛行。2.分析飛機(jī)飛行時(shí)阻力的主要類型及其產(chǎn)生原因。答：飛機(jī)飛行時(shí)的阻力主要有以下幾種類型：-摩擦阻力：空氣具有粘性，當(dāng)空氣與飛機(jī)表面接觸時(shí)，會產(chǎn)生摩擦力。飛機(jī)表面的空氣分子會附著在飛機(jī)表面，隨著飛機(jī)一起運(yùn)動(dòng)，而遠(yuǎn)離飛機(jī)表面的空氣分子則相對運(yùn)動(dòng)較慢，這種速度梯度導(dǎo)致了空氣層之間的內(nèi)摩擦，從而產(chǎn)生摩擦阻力。飛機(jī)表面越粗糙、空氣粘性越大、飛機(jī)與空氣的接觸面積越大，摩擦阻力就越大。-壓差阻力：物體在空氣中運(yùn)動(dòng)時(shí)，其前方的空氣受到壓縮，壓力升高；后方的空氣則因分離形成低壓區(qū)，從而產(chǎn)生前后壓力差。這種壓力差會阻礙物體的運(yùn)動(dòng)，形成壓差阻力。飛機(jī)的外形、迎風(fēng)面積等因素會影響壓差阻力的大小，例如，鈍頭物體的壓差阻力通常比尖頭物體大。-誘導(dǎo)阻力：誘導(dǎo)阻力是伴隨升力產(chǎn)生的一種阻力。當(dāng)飛機(jī)產(chǎn)生升力時(shí)，機(jī)翼下表面的高壓空氣會繞過機(jī)翼尖部向上表面流動(dòng)，形成翼尖渦。翼尖渦會誘導(dǎo)出向下的洗流，使機(jī)翼的有效迎角減小，升力方向向后傾斜，從而產(chǎn)生一個(gè)與飛行方向相反的分力，這就是誘導(dǎo)阻力。誘導(dǎo)阻力與機(jī)翼的展弦比、升力系數(shù)等因素有關(guān)，展弦比越小、升力系數(shù)越大，誘導(dǎo)阻力越大。-干擾阻力：飛機(jī)是由多個(gè)部件組成的，如機(jī)翼、機(jī)身、尾翼等。當(dāng)這些部件組合在一起時(shí)，它們之間的氣流會相互干擾，導(dǎo)致氣流分離和壓力分布的變化，從而產(chǎn)生額外的阻力，這就是干擾阻力。合理的飛機(jī)布局和部件設(shè)計(jì)可以減小干擾阻力。3.說明飛機(jī)重心位置對飛機(jī)飛行性能的影響。答：飛機(jī)的重心位置對飛行性能有著重要的影響，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：-穩(wěn)定性：重心位置與飛機(jī)的穩(wěn)定性密切相關(guān)。當(dāng)重心前移時(shí)，飛機(jī)的縱向穩(wěn)定性增強(qiáng)。這是因?yàn)橹匦那耙坪螅w機(jī)在受到俯仰干擾時(shí)，產(chǎn)生的恢復(fù)力矩增大，能夠使飛機(jī)更快地恢復(fù)到原來的姿態(tài)。相反，當(dāng)重心后移時(shí)，飛機(jī)的縱向穩(wěn)定性變差，恢復(fù)力矩減小，飛機(jī)更容易出現(xiàn)俯仰不穩(wěn)定的情況。在橫向和方向穩(wěn)定性方面，重心位置也會有一定影響，但相對縱向穩(wěn)定性來說，影響較小。-操縱性：重心位置對飛機(jī)的操縱性也有顯著影響。重心前移時(shí)，飛機(jī)的操縱性變差。因?yàn)橐淖冿w機(jī)的姿態(tài)，需要更大的操縱力來克服重心前移帶來的穩(wěn)定力矩。例如，在進(jìn)行俯仰操縱時(shí)，需要更大的升降舵偏角才能使飛機(jī)產(chǎn)生相同的俯仰變化。而重心后移時(shí)，飛機(jī)的操縱性增強(qiáng)，操縱飛機(jī)所需的操縱力減小，但同時(shí)也增加了飛機(jī)失穩(wěn)的風(fēng)險(xiǎn)。-起飛和著陸性能：重心位置會影響飛機(jī)的起飛和著陸性能。重心前移時(shí)，飛機(jī)在起飛滑跑階段，前輪的載荷增大，可能導(dǎo)致前輪抬起困難，需要更長的滑跑距離才能起飛。在著陸時(shí)，重心前移會使飛機(jī)著陸時(shí)的下沉速度較大，對起落架的沖擊也較大。重心后移時(shí)，飛機(jī)在起飛和著陸時(shí)的姿態(tài)控制難度增加，可能導(dǎo)致飛機(jī)在起飛時(shí)過早抬頭、著陸時(shí)容易出現(xiàn)跳躍等問題。-燃油消耗：重心位置的變化還會影響飛機(jī)的燃油消耗。如果重心位置不合理，飛機(jī)為了保持平衡和穩(wěn)定，需要額外消耗發(fā)動(dòng)機(jī)的功率來克服不利的氣動(dòng)力矩，從而增加燃油消耗。因此，在飛行過程中，合理調(diào)整燃油的消耗順序，保持重心在合適的范圍內(nèi)，可以降低燃油消耗，提高飛行效率。四、計(jì)算題（10分）已知一架飛機(jī)的機(jī)翼面積$S=50m^{2}$，飛行速度$V=200m/s$，空氣密度$\rho=1.2kg/m^{3}$，升力系數(shù)$C_{L}=1.0$。求該飛機(jī)產(chǎn)生的升力$L$。解：根據(jù)升力公式$L=\frac{1}{2}C_{L}\rhoV^{2}S$。將已知數(shù)據(jù)代入公式：$C_