2025年大學《航空運動》專業(yè)題庫——航空航天艙室生態(tài)與功能考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題1.在高空飛行中，維持座艙適宜氣壓的主要目的是什么？A.提高發(fā)動機效率B.減少飛機結構重量C.滿足乘員生理需求，防止缺氧和失壓癥D.增加飛機升力2.下列哪一項不屬于典型的航空航天艙室生命保障系統(tǒng)功能？A.供氧B.溫濕度控制C.座艙壓力控制D.艙內照明設計3.艙室內空氣質量的主要評價指標不包括：A.溫度B.氣壓C.二氧化碳濃度D.粉塵顆粒物含量4.影響航空航天艙室人機工程學設計的關鍵因素是：A.飛機外形美觀B.艙室布局的經濟性C.乘員生理和心理負荷的承受能力D.艙室材料的防火性能5.以下哪種系統(tǒng)主要負責處理和排出艙室內的二氧化碳和濕氣？A.座艙空調系統(tǒng)B.座艙增壓系統(tǒng)C.座艙空氣凈化系統(tǒng)D.座艙通風系統(tǒng)6.對于長時間飛行的航天器，輻射防護是艙室設計的重要方面，其主要目的是：A.防止陽光直射B.減少艙內熱負荷C.減少宇宙射線和空間碎片對乘員的傷害D.防止艙內潮濕7.航空航天艙室的密封性對于維持艙內環(huán)境和保障安全至關重要，其主要作用不包括：A.保持座艙壓力B.防止有毒有害氣體進入C.減少熱量損失D.保證良好的艙內聲學環(huán)境8.在航空航天工程中，通常所說的“艙室功能布局”主要考慮的是：A.艙室的裝飾風格B.艙內設備、系統(tǒng)、操縱界面的合理安排與集成C.艙室的容積利用率D.艙室材料的耐久性9.以下哪項不屬于影響航空航天艙室應急設計考慮的因素？A.應急撤離通道的設置B.應急供氧系統(tǒng)的可靠性C.艙門的快速開啟機構D.艙室內裝飾材料的環(huán)保性10.隨著航空運動的發(fā)展，對小型運動飛機艙室的功能需求呈現(xiàn)趨勢：A.更加復雜化、大型化B.更加集成化、輕量化和舒適性增強C.更加注重自動化和無人化D.更加強調環(huán)保和節(jié)能二、填空題1.航空航天艙室環(huán)境控制系統(tǒng)通常需要維持相對穩(wěn)定的________、________和________等參數(shù)。2.生命保障系統(tǒng)的主要目的是保障航天員/空乘人員的生存和工作，核心功能包括供氧、供水和________。3.人機工程學在艙室設計中的應用，旨在優(yōu)化________與________之間的交互關系，提高工作效率和舒適度。4.艙室壓力系統(tǒng)通過調節(jié)進入座艙的空氣，使其壓力與外界環(huán)境壓力或預定值保持________。5.艙室通風系統(tǒng)的主要作用是________艙內空氣，引入新鮮空氣，并排出污濁空氣。6.艙室內的輻射防護措施通常包括使用________材料，并合理設計艙室布局。7.艙室的密封性是通過結構設計、材料選擇和________等手段來保證的。8.艙室功能布局需遵循高效性、安全性、舒適性、________和經濟性等原則。9.應急設計是艙室設計的重要組成部分，需要考慮應急________、應急________和應急設備配置等。10.航空運動領域對艙室功能設計的要求，往往更加關注________、________和特定任務的適應性。三、名詞解釋1.艙室壓力高度2.生命保障系統(tǒng)(LifeSupportSystem,LSS)3.人機工效學(Ergonomics)4.艙室通風換氣效率5.艙室應急撤離四、簡答題1.簡述座艙失壓對乘員可能造成的生理危害及其防護措施。2.分析影響航空航天艙室空氣質量的主要因素有哪些？3.簡述航空航天艙室設計中對人機工效學原理的應用體現(xiàn)在哪些方面？4.為什么說艙室的密封性是保證其功能和安全的重要前提？五、計算題假設某小型運動飛機座艙容積為15立方米，在巡航高度10000米處，座艙內外壓差要求為0.05個標準大氣壓。若座艙增壓系統(tǒng)在10分鐘內將座艙壓力從接近外界壓力提升至目標壓力，試估算該系統(tǒng)平均需要補充多少空氣量？(空氣密度按標準大氣壓下1.225kg/m3計算，假設增壓過程中空氣可視為理想氣體且溫度變化忽略不計)六、論述題結合你所學的知識，論述航空航天艙室功能設計應如何平衡效率、安全、舒適性和經濟性這四個方面的要求？請結合具體例子說明。七、案例分析題某款新型運動飛機設計有小型化、長航時的特點。請分析在艙室生態(tài)與功能設計方面，該飛機相較于傳統(tǒng)大型運輸機或戰(zhàn)斗機，可能面臨哪些新的挑戰(zhàn)和需要重點考慮的問題？并就其中一兩個關鍵問題提出你的見解和建議。試卷答案一、選擇題1.C2.D3.A4.C5.C6.C7.D8.B9.D10.B二、填空題1.溫度，濕度，氣壓2.排污3.人員，任務4.一致5.更新6.防輻射7.密封措施8.集中性9.撤離，救生10.輕便性，舒適性三、名詞解釋1.艙室壓力高度：指在座艙內感受到的有效海拔高度，它反映了座艙內的氣壓與標準海平面大氣壓的壓差所對應的高度。2.生命保障系統(tǒng)(LifeSupportSystem,LSS)：在航空航天器中為航天員/空乘人員提供生存和工作所需的基本環(huán)境條件（如氧氣、壓力、溫度、濕度等）并處理廢棄物的綜合系統(tǒng)。3.人機工效學(Ergonomics)：研究人、機器及其工作環(huán)境之間相互作用的學科，旨在優(yōu)化人的性能、健康和舒適度。4.艙室通風換氣效率：指單位時間內，通風系統(tǒng)能夠將座艙內的空氣污染物稀釋或更換為新鮮空氣的程度，通常用換氣次數(shù)或污染物濃度下降速率表示。5.艙室應急撤離：在緊急情況下，乘員從座艙內有序、快速地撤離至安全區(qū)域的過程和措施。四、簡答題1.簡述座艙失壓對乘員可能造成的生理危害及其防護措施。解析思路：首先明確失壓即快速減壓，導致座艙內氣壓急劇下降。從生理學角度分析主要危害：缺氧（大氣壓下降導致氧分壓過低）、肺膨脹（體內氣體迅速膨脹）、減壓?。馀菰谘軆刃纬桑７雷o措施主要圍繞快速恢復艙壓展開，包括：座艙應急供氧系統(tǒng)啟動、應急壓力補氣系統(tǒng)啟動、乘員自救（如使用防彈頭盔的供氧面罩）、應急撤離等。2.分析影響航空航天艙室空氣質量的主要因素有哪些？解析思路：從艙內空氣的來源和構成入手。內部來源：乘員呼吸產生二氧化碳和濕氣、設備運行產生熱量和污染物（如通風系統(tǒng)過濾失效、電子設備散逸）、材料揮發(fā)物。外部來源：通風引入的外部環(huán)境污染（如高空大氣成分變化、污染物）、泄漏。此外，通風換氣效率、空氣凈化系統(tǒng)能力也是關鍵影響因素。3.簡述航空航天艙室設計中對人機工效學原理的應用體現(xiàn)在哪些方面？解析思路：人機工效學關注的是人與環(huán)境的和諧。在艙室設計中應用體現(xiàn)在：操作界面的布局與設計（如駕駛桿、按鈕、顯示屏位置便于操作）、座椅設計（舒適度、支撐性、安全性）、乘員工作與休息空間布局、信息顯示方式（清晰、易讀、不易疲勞）、環(huán)境參數(shù)（光照、色彩、噪聲）的優(yōu)化、保證乘員活動空間和可達性等。4.為什么說艙室的密封性是保證其功能和安全的重要前提？解析思路：艙室密封性是維持座艙內獨立、穩(wěn)定環(huán)境的基礎。其重要性體現(xiàn)在：保證座艙壓力能按要求維持（增壓或減壓），防止外界有害氣體、污染物或輻射進入；保證生命保障系統(tǒng)（供氧、溫控）的效率，減少能源浪費；在應急情況下，維持一定的艙內壓力，為應急設備運行和乘員生存提供條件；防止熱量的過多散失或獲取，保證艙內溫度適宜。五、計算題解析思路：首先將座艙內外壓差轉換為絕對壓力值。然后用座艙容積乘以壓差對應的空氣密度來估算所需空氣量。注意單位統(tǒng)一和物理量關系。計算過程：座艙內絕對壓P_in=P_atm+ΔP=1atm+0.05atm=1.05atm。座艙外絕對壓P_out=P_atm=1atm。壓差ΔP=P_in-P_out=0.05atm。將壓差轉換為帕斯卡：ΔP=0.05atm*101325Pa/atm=5066.25Pa。空氣密度ρ=1.225kg/m3。座艙體積V=15m3。所需空氣量m≈ρ*V*ΔP/(R*T)或近似為ρ*V*ΔP/P_atm(若溫度T變化不大)。這里用更精確的公式：理想氣體常數(shù)R=287J/(kg·K)，假設巡航高度10000米溫度約為223K(0°C)。m≈ρ*V*ΔP/(R*T)=1.225kg/m3*15m3*5066.25Pa/(287J/(kg·K)*223K)≈1.18kg?；蛘呓乒浪悖簃≈ρ*V*ΔP/P_atm=1.225kg/m3*15m3*5066.25Pa/101325Pa≈0.94kg。考慮到實際增壓過程可能并非理想等溫，且包含壓縮功等因素，估算值在1kg左右是合理的。此處采用更精確公式計算結果約1.18kg。因題目要求估算，結果可表示為1.18kg或1.2kg。答案：約1.18kg(或1.2kg)六、論述題解析思路：首先明確四個方面要求：效率（任務完成快、資源利用率高）、安全（故障率低、應急可靠）、舒適性（身心舒適）、經濟性（成本低、維護?。?。然后分別論述如何在設計中平衡它們。效率與安全：優(yōu)化布局減少干擾，提高效率的同時保證緊急情況下通道暢通、設備易達。舒適性與安全：提供良好環(huán)境提高舒適度，但需確保不犧牲安全冗余（如隔音材料防火）。舒適性與經濟性：舒適設施（如座椅、溫控）增加成本，需權衡需求與預算。效率與經濟性：高效系統(tǒng)可能初期投入高，但長期運行成本（能耗、維護）低。集中化設計可能提高效率，但若集中點發(fā)生故障影響大，需考慮冗余設計（影響安全與經濟）。最終強調設計是多目標優(yōu)化的過程，需根據(jù)飛機類型、任務需求等確定優(yōu)先級，通過創(chuàng)新設計尋求最佳平衡點?？膳e例說明，如某飛機為了提高舒適性增加了豪華座椅，可能犧牲了部分載量或增加了維護成本。答案：(論述內容如上解析思路所述)七、案例分析題解析思路：分析新型運動飛機的特點：小型化（空間有限、重量敏感）、長航時（對能源、環(huán)境系統(tǒng)效率要求高、乘員疲勞問題）。結合這些特點，對比傳統(tǒng)飛機，思考艙室生態(tài)與功能方面的挑戰(zhàn)：1.空間限制下的功能集成：如何在有限空間內集成滿足基本生存和任務需求的系統(tǒng)（環(huán)控、生命保障、操作界面），同時保證人機尺度和應急通道。挑戰(zhàn)在于高集成度和輕量化設計。2.長航時環(huán)境控制：長時間飛行對環(huán)控系統(tǒng)的穩(wěn)定性和能源效率要求更高，如何保證乘員長時間處于舒適、健康的空氣環(huán)境中，同時控制運行成本。挑戰(zhàn)在于系統(tǒng)能效和穩(wěn)定性。3.乘員舒適性與健康：長航時易導致乘員疲勞和健康問題，艙內布局、座椅設計、光照、噪聲、空氣質量等舒適性因素尤為重要。挑戰(zhàn)在于提升長期飛行的舒適體驗。4.應急設計的特殊性：小型飛機的應急設備配置、撤離距離可能受限，應急系統(tǒng)的可靠性和乘員應急程序的簡化是重點。挑戰(zhàn)在于在空間和重量限制下保證應急能力。5.特定任