2025年工學航空航天測試試卷（含答案）考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每題2分，共10分）1.在理想流體的穩(wěn)定流動中，伯努利方程成立的前提條件不包括：A.流體定常B.流體不可壓縮C.流體無粘性D.沿流線流動2.對于翼型，當攻角增大到一定程度時，升力系數(shù)會迅速下降，同時出現(xiàn)劇烈的振動和噪聲，這種現(xiàn)象稱為：A.失速B.顫振C.分離D.浴激振3.在飛行器穩(wěn)定性分析中，靜穩(wěn)定性是指飛機繞其靜穩(wěn)定軸旋轉一個微小角度后，沒有外力矩作用時，飛機具有自動恢復到原來平衡位置的趨勢，其判斷依據是：A.導數(shù)Clα>0且Cmα<0B.導數(shù)Clα<0且Cmα>0C.導數(shù)Clα>0且Cmα>0D.導數(shù)Clα<0且Cmα<04.下列哪種材料通常不被用作大型飛行器的主體結構材料？A.鋁合金B(yǎng).高強度鋼C.碳纖維復合材料D.鈦合金5.對于剛體定軸轉動，角動量的方向與下列哪個物理量有關？A.角速度B.轉動慣量C.角動量大小D.以上所有二、填空題（每空2分，共20分）1.空氣密度隨海拔高度的增加而__________，隨溫度的升高而__________。2.噴氣發(fā)動機產生推力的主要原理是高速噴氣的__________。3.飛行器的縱向穩(wěn)定性主要由__________和__________兩個穩(wěn)定性參數(shù)決定。4.簡述應力與應變的關系：應力是單位面積上的__________，應變是變形后的__________與原尺寸之比。5.在材料力學中，描述材料抵抗變形能力的指標是__________，描述材料在斷裂前吸收能量能力的指標是__________。三、計算題（每題15分，共45分）1.有一翼型在標準大氣（海平面，溫度15°C，氣壓101325Pa）中以馬赫數(shù)Ma=0.3，速度V=150m/s飛行。假設翼型攻角α=5°，升力系數(shù)Cl=0.6，阻力系數(shù)Cd=0.05。求：(1)空氣密度ρ；(2)飛行器受到的升力L和阻力D（假設翼型參考面積S=1m2）。2.已知某飛機的俯仰力矩系數(shù)Cm隨攻角α的變化關系近似為：Cm=-0.1+0.02α-0.1α2（α以度為單位）。當α=2°時，判斷飛機是否具有靜穩(wěn)定性，并簡要說明理由。3.一根長度為L，直徑為d的圓形截面桿，其一端固定，另一端受集中載荷F作用而拉伸。假設材料的彈性模量為E，泊松比為ν。求：(1)桿件自由端的縱向位移ΔL；(2)桿件直徑d'的變化量（假設桿件足夠長，可忽略橫向變形對軸向變形的影響）。四、簡答題（每題15分，共30分）1.簡述層流與湍流的主要區(qū)別，并說明影響流動狀態(tài)轉捩的主要因素有哪些。2.簡要解釋什么是飛行器的橫側穩(wěn)定性，并說明滾轉穩(wěn)定性是如何實現(xiàn)的。試卷答案一、選擇題1.D2.A3.B4.B5.D二、填空題1.減小，減小2.反作用力3.超臨界迎角(或攻角)，俯仰力矩系數(shù)對攻角的導數(shù)(或dCm/dα)4.內力，相對變形5.強度，韌性三、計算題1.解：(1)標準大氣條件下，15°C時空氣密度ρ≈1.225kg/m3。(2)升力L=0.5*ρ*V2*S*Cl=0.5*1.225*1502*1*0.6=8481.25N。阻力D=0.5*ρ*V2*S*Cd=0.5*1.225*1502*1*0.05=707.03N。答：空氣密度為1.225kg/m3，升力L為8481.25N，阻力D為707.03N。2.解：當α=2°時，Cm=-0.1+0.02*2-0.1*(2)2=-0.1+0.04-0.4=-0.46。因為Cm<0，且隨著攻角增大（α從2°增大），Cm進一步減小（更負），說明飛機繞靜穩(wěn)定軸的俯仰力矩有使其恢復原狀的趨勢。答：飛機具有靜穩(wěn)定性。理由：計算得到的俯仰力矩系數(shù)Cm為負值，且其絕對值隨攻角增大而增大，表明存在恢復力矩。3.解：(1)縱向位移ΔL=F*L/(E*A)，其中A=π*(d/2)2=πd2/4。ΔL=F*L/(E*πd2/4)=4FL/(πEd2)。(2)橫向變形（直徑變化）與泊松比有關，Δd=-ν*ε*d，其中ε=ΔL/L=F/(AE)。Δd=-ν*(F/(AE))*d=-ν*(F/(E*(πd2/4)))*d=-4νFL/(πEd3)。答：(1)自由端的縱向位移ΔL=4FL/(πEd2)。(2)直徑的變化量Δd=-4νFL/(πEd3)。四、簡答題1.答：層流是流體微團沿平行流線做有序、分層流動，各層之間只有層間摩擦力，無宏觀混摻。湍流是流體微團運動軌跡混亂、無序，并相互混摻，伴隨劇烈的渦旋和能量耗散。影響轉捩的主要因素有：流體的雷諾數(shù)（Re），流體的粘性，流體的擾動（如表面粗糙度、來流不均勻），以及前緣形狀等。通常雷諾數(shù)超過臨界雷諾數(shù)或存在顯著擾動時會發(fā)生轉捩。2.答：飛行器的橫側穩(wěn)定性是指飛機繞其橫向軸（滾轉軸）旋轉一個微小角度后，具有自動恢復到原來水平狀態(tài)的趨勢。滾轉穩(wěn)定性的主要實現(xiàn)方式是飛機具有負的滾轉力矩常數(shù)（Cmδy<0），即當副翼偏轉一個角度δy時，會產生一個使飛機向副翼偏轉方向滾轉的力矩。這通常通過特