2025年無人機駕駛員職業(yè)技能考核試卷（無人機飛行器設(shè)計制作）考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每題2分，共20分。請將正確選項的字母填在括號內(nèi)）1.無人機機翼產(chǎn)生升力的主要原因是（）。A.空氣對機翼的靜壓力B.電機產(chǎn)生的推力C.空氣流經(jīng)機翼上下表面時速度差導(dǎo)致壓力差D.電池提供的電能2.對于要求輕量化和高機動性的小型無人機，通常優(yōu)先選用（）作為主要承力結(jié)構(gòu)材料。A.鋁合金B(yǎng).不銹鋼C.碳纖維復(fù)合材料D.鈦合金3.無人機飛控系統(tǒng)中，IMU（慣性測量單元）主要用來測量（）。A.高度信息B.速度信息C.全球位置信息D.飛行器的姿態(tài)角（角速度）4.選擇無人機螺旋槳時，主要考慮的因素不包括（）。A.螺旋槳的直徑和螺距B.電機功率C.飛行器所需的推力和轉(zhuǎn)速D.螺旋槳的裝飾顏色5.以下哪種材料通常不適合用于制作無人機的起落架？（）A.鋁合金B(yǎng).鎂合金C.聚碳酸酯（PC）D.工程塑料6.在無人機結(jié)構(gòu)設(shè)計中，進(jìn)行強度校核的主要目的是（）。A.確保結(jié)構(gòu)外觀美觀B.防止結(jié)構(gòu)在載荷作用下發(fā)生過大的變形或斷裂C.減輕結(jié)構(gòu)重量D.增加結(jié)構(gòu)的散熱能力7.無人機電池的放電率（C-rate）表示（）。A.電池最大能存儲多少電量B.電池充電的速度C.電池安全使用的最低溫度D.電池在規(guī)定時間內(nèi)能夠釋放出其額定容量的多少倍8.對于固定翼無人機，通常采用翼型來產(chǎn)生升力，翼型的（）是影響升力系數(shù)的關(guān)鍵幾何參數(shù)。A.前緣半徑B.后緣角C.弦長D.最大厚度位置9.無人機在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計時，需要在滿足強度要求的前提下，盡可能追求（）。A.結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性B.制造工藝的簡單性C.結(jié)構(gòu)的輕量化D.材料成本的降低10.在進(jìn)行無人機樣機制作后，進(jìn)行的初步測試通常不包括（）。A.結(jié)構(gòu)強度測試B.飛行控制系統(tǒng)自檢C.實際飛行性能測試D.用戶界面UI美觀度評估二、判斷題（每題1分，共10分。請將“正確”寫在括號內(nèi)，將“錯誤”寫在括號內(nèi)）1.無人機的氣動布局是指機翼、尾翼等氣動部件的相對位置和形狀安排。（）2.電池的電壓、容量和放電率是描述電池性能的三個主要參數(shù)。（）3.電機功率越大，無人機的最大起飛重量就一定越大。（）4.碳纖維復(fù)合材料具有密度小、強度高、耐腐蝕等優(yōu)點，是無人機結(jié)構(gòu)中常用的材料。（）5.無人機飛控系統(tǒng)中的PID控制器通過比例（P）、積分（I）、微分（D）三個環(huán)節(jié)來調(diào)節(jié)飛行器的姿態(tài)和位置。（）6.無人機制作過程中，所有連接件的緊固力矩都必須完全一致。（）7.固定翼無人機比多旋翼無人機具有更長的續(xù)航時間。（）8.無人機設(shè)計時，必須嚴(yán)格遵守相關(guān)的無線電通信和飛行管理規(guī)定。（）9.無人機的結(jié)構(gòu)設(shè)計主要考慮靜態(tài)強度，不需要考慮動態(tài)穩(wěn)定性。（）10.使用未經(jīng)校準(zhǔn)的傳感器會導(dǎo)致無人機飛控系統(tǒng)無法準(zhǔn)確感知自身狀態(tài)。（）三、填空題（每題2分，共20分。請將答案寫在橫線上）1.無人機通常采用______材料和______材料作為主要的結(jié)構(gòu)件。2.無人機飛控系統(tǒng)通常由傳感器、______、執(zhí)行器和電源四部分組成。3.影響無人機飛行續(xù)航時間的主要因素有載重、飛行速度和______。4.對于多旋翼無人機，電機和螺旋槳的______決定了無人機的升力大小和飛行姿態(tài)。5.在進(jìn)行無人機結(jié)構(gòu)設(shè)計時，需要考慮的主要力學(xué)性能指標(biāo)有強度、______和剛度。6.無人機常用的傳感器包括慣性測量單元（IMU）、全球定位系統(tǒng)（GPS）、______和氣壓計。7.選用無人機動力電池時，除了容量（mAh），還需要關(guān)注電池的______和放電電壓曲線。8.無人機機翼的幾何形狀，特別是______的形狀，對產(chǎn)生升力至關(guān)重要。9.無人機制作完成后，需要進(jìn)行一系列的測試，包括靜態(tài)測試和______。10.碳纖維復(fù)合材料通常通過預(yù)浸料鋪層和______工藝制成一體成型部件。四、簡答題（每題5分，共20分）1.簡述選擇無人機動力系統(tǒng)（電機、螺旋槳、電池）時需要考慮的主要因素。2.簡述無人機結(jié)構(gòu)設(shè)計中，材料選擇需要考慮哪些主要性能指標(biāo)。3.簡述固定翼無人機與多旋翼無人機在氣動布局和飛行控制方面的主要區(qū)別。4.簡述進(jìn)行無人機飛控系統(tǒng)調(diào)試時，需要關(guān)注哪些關(guān)鍵環(huán)節(jié)。五、論述題（10分）試述在無人機飛行器設(shè)計制作過程中，結(jié)構(gòu)設(shè)計、動力系統(tǒng)設(shè)計和飛控系統(tǒng)設(shè)計之間如何相互影響和協(xié)調(diào)。試卷答案一、選擇題1.C解析思路：根據(jù)空氣動力學(xué)原理，無人機機翼產(chǎn)生升力主要由于上下表面氣流速度差導(dǎo)致壓強差，從而產(chǎn)生升力。A選項是靜態(tài)壓力；B選項是推力來源之一，但非升力產(chǎn)生原因；D選項是能量來源。2.C解析思路：碳纖維復(fù)合材料具有密度小、強度高的特點，非常適合需要輕量化和高機動性的小型無人機。鋁合金雖然也輕，但強度相對較低；不銹鋼和鈦合金密度大，不適用于小型無人機。3.D解析思路：IMU（慣性測量單元）主要由陀螺儀和加速度計組成，用于測量飛行器的角速度和線性加速度，進(jìn)而計算出飛行器的姿態(tài)角（俯仰、滾轉(zhuǎn)、偏航）。4.D解析思路：選擇螺旋槳需考慮直徑、螺距、材料、與電機的匹配、所需推力和轉(zhuǎn)速。裝飾顏色與功能性無關(guān)。5.D解析思路：工程塑料（如ABS、PC）強度和耐磨性相對較差，通常不作為承載關(guān)鍵的起落架材料。鋁合金、鎂合金具有良好的強度重量比，碳纖維復(fù)合材料也可用于輕量化高強度的起落架。6.B解析思路：結(jié)構(gòu)設(shè)計的核心目標(biāo)之一是確保結(jié)構(gòu)在承受預(yù)期載荷（如自重、載荷、慣性力、風(fēng)載等）時，不會發(fā)生破壞或超過允許的變形，保證飛行安全。7.D解析思路：C-rate是電池充電或放電電流相對于其額定容量的比率，表示電池充放電的速率。A選項是能量存儲容量；B選項是充電速度；C選項是工作溫度范圍。8.C解析思路：翼型是固定翼無人機產(chǎn)生升力的關(guān)鍵部件，其幾何形狀，特別是沿翼弦分布的形狀（翼型剖面曲線），決定了氣流流過時產(chǎn)生的升力系數(shù)。9.C解析思路：無人機作為飛行器，輕量化是其核心設(shè)計目標(biāo)之一，需要在保證足夠強度和剛度以應(yīng)對飛行中各種力的前提下，盡可能減輕自身重量，以延長續(xù)航、增加載重或提高機動性。10.D解析思路：樣機制作后的初步測試通常包括結(jié)構(gòu)檢查、電子系統(tǒng)自檢、地面控制站連接測試、動力系統(tǒng)測試以及基本的地面或低空飛行測試（靜態(tài)和動態(tài)特性）。UI美觀度評估屬于用戶體驗范疇，非技術(shù)測試內(nèi)容。二、判斷題1.正確解析思路：氣動布局定義了無人機各氣動部件（如機翼、尾翼、舵面等）的形狀、尺寸、相對位置和安裝方式，直接影響其飛行性能。2.正確解析思路：電壓決定供電電壓等級；容量決定單次充電存儲的總電量；放電率描述放電快慢，這三個參數(shù)共同決定了電池的性能和使用特性。3.錯誤解析思路：電機功率是影響推力的因素，但無人機最大起飛重量還取決于結(jié)構(gòu)重量、載荷重量、電池重量等。電機功率必須足夠克服總重產(chǎn)生的總升力，但功率本身不直接等于最大起飛重量。4.正確解析思路：碳纖維復(fù)合材料因其優(yōu)異的強度重量比、抗疲勞性、耐腐蝕性等，被廣泛應(yīng)用于無人機結(jié)構(gòu)件的設(shè)計制造。5.正確解析思路：現(xiàn)代無人機飛控系統(tǒng)廣泛采用PID（比例-積分-微分）控制算法，對來自傳感器的信號進(jìn)行處理，調(diào)節(jié)舵面偏轉(zhuǎn)，實現(xiàn)姿態(tài)和位置的穩(wěn)定與控制。6.錯誤解析思路：不同位置、不同性質(zhì)的連接件（如螺絲、螺母、膠接）需要的緊固力矩不同，應(yīng)根據(jù)設(shè)計圖紙和工藝要求進(jìn)行，并非完全一致。7.正確解析思路：固定翼無人機通過機翼產(chǎn)生升力，在相同電機功率和效率下，通常比需要多組電機和螺旋槳產(chǎn)生同等總推力的多旋翼無人機具有更高的能量效率（續(xù)航時間），尤其是在巡航飛行階段。8.正確解析思路：無人機飛行涉及公共空域安全和無線電秩序，必須嚴(yán)格遵守國家及地區(qū)的相關(guān)法律法規(guī)，包括頻譜使用、飛行空域、操作資質(zhì)等。9.錯誤解析思路：無人機結(jié)構(gòu)設(shè)計不僅要考慮靜態(tài)強度（抵抗靜載荷），更要考慮動態(tài)穩(wěn)定性（抵抗振動、顫振等動態(tài)載荷），確保飛行過程中的結(jié)構(gòu)安全。10.正確解析思路：IMU、GPS、氣壓計等傳感器是飛控系統(tǒng)獲取無人機狀態(tài)信息（位置、速度、姿態(tài)）的主要來源，如果傳感器未校準(zhǔn)或漂移，會導(dǎo)致飛控系統(tǒng)接收錯誤信息，無法準(zhǔn)確控制飛行。三、填空題1.碳纖維，鋁合金解析思路：碳纖維因其極致的輕量高強度，廣泛用于高端無人機；鋁合金具有良好的加工性、強度重量比和成本效益，也常用作結(jié)構(gòu)件。2.控制器（飛控單元）解析思路：飛控系統(tǒng)核心是處理傳感器數(shù)據(jù)并發(fā)出指令的控制器，也常被稱為飛控單元或飛控板。3.動力系統(tǒng)效率解析思路：載重增加會增加能耗；飛行速度越快，空氣阻力越大，能耗越高；動力系統(tǒng)效率低也會導(dǎo)致續(xù)航縮短。4.匹配解析思路：電機輸出功率、轉(zhuǎn)速與螺旋槳的尺寸、螺距必須良好匹配，才能產(chǎn)生最大的有效推力，并使電機工作在高效區(qū)。5.剛度解析思路：剛度是指結(jié)構(gòu)抵抗變形的能力。結(jié)構(gòu)設(shè)計需要在強度和剛度之間取得平衡。6.氣壓計解析思路：IMU、GPS、氣壓計是無人機的核心傳感器，分別提供姿態(tài)、位置（經(jīng)緯度/高度）、高度信息。有時磁力計（羅盤）也包含在內(nèi)，提供航向信息。7.放電率解析思路：C-rate是衡量電池充放電快慢的關(guān)鍵參數(shù)，直接影響電池的發(fā)熱、壽