2025年航空航天科普知識競賽練習題卷附答案1.單選題（每題2分，共40分）1.2024年11月成功實現(xiàn)人類首次“繞月后返回”的無人探測器是A.阿爾忒彌斯ⅠB.嫦娥六號C.月船四號D.月女神Ⅱ答案：B2.現(xiàn)代液體火箭最常用的可貯存常溫氧化劑是A.液氧B.四氧化二氮C.發(fā)煙硝酸D.過氧化氫答案：B3.在地球同步軌道上，衛(wèi)星保持位置所需速度增量主要來自A.電推進北南位保B.化學推進東西位保C.太陽帆D.大氣阻尼答案：A4.2025年計劃首飛的歐洲可重復使用一級火箭項目名稱是A.ThemisB.CallistoC.ArianeNextD.Prometheus答案：C5.國際空間站常用“兩軌道快速對接”方案中，從發(fā)射到對接大約耗時A.2hB.4hC.6hD.8h答案：C6.火星大氣進入過程中，探測器峰值熱流密度通常出現(xiàn)在A.120km高度B.80km高度C.50km高度D.30km高度答案：B7.采用“旋轉爆震發(fā)動機”作為上面級動力的優(yōu)點是A.比沖提升8%–12%B.推力下降20%C.燃燒室壓力降低D.需要更多冷卻劑答案：A8.2025年國內首顆碳監(jiān)測專用衛(wèi)星“碳星一號”軌道類型為A.太陽同步晨昏B.地球同步C.低傾角LEOD.MEO答案：A9.在航空領域，翼梢小翼主要抑制A.激波失速B.翼尖渦C.附面層分離D.顫振答案：B10.2024年完成全球組網的我國低軌通信星座正式名稱是A.虹云B.鴻雁C.星網D.銀河答案：C11.火箭級間冷分離常用的分離能源是A.導爆索B.氣動活塞C.火藥推力筒D.形狀記憶合金答案：C12.飛機“靜不穩(wěn)定”設計主要依賴A.氣動彈性B.電傳飛控C.結構減重D.渦流發(fā)生器答案：B13.2025年阿爾忒彌斯Ⅲ任務首選著陸區(qū)位于月球A.南極沙克爾頓坑邊緣B.風暴洋C.雨海D.阿里斯塔克高原答案：A14.衛(wèi)星激光通信中，影響鏈路可用率的首要大氣因素是A.云層B.氣溶膠C.湍流D.水汽答案：A15.采用“柵格舵”技術的導彈再入體主要優(yōu)勢是A.低速操控B.高攻角穩(wěn)定C.熱防護簡化D.滾轉抑制答案：B16.2024年首飛的“騰云工程”驗證機屬于A.火箭動力B.組合循環(huán)C.渦輪基沖壓D.純沖壓答案：B17.在軌衛(wèi)星最常用無源熱控材料是A.多層隔熱毯B.相變儲熱片C.熱管D.液氨循環(huán)答案：A18.航空煤油JetA1與RP1主要區(qū)別在于A.硫含量B.冰點C.芳烴比例D.密度答案：C19.2025年計劃發(fā)射的木星冰月探測器JUICE主推進采用A.化學雙組元B.太陽電推進C.核熱推進D.太陽帆答案：B20.飛機風擋鳥撞試驗規(guī)定，模擬鳥重為A.1.8kgB.3.6kgC.4.1kgD.8lb答案：B2.多選題（每題3分，共30分，少選得1分，錯選0分）21.下列屬于2025年前后投入使用的綠色推進劑有A.AFM315EB.LMP103SC.ADN基D.液氧甲烷E.肼答案：ABCD22.關于“太空電梯”材料，下列說法正確的是A.碳納米管理論強度滿足B.需要缺陷密度<10??C.石墨烯帶可行D.凱夫拉已實用E.需要赤道基地答案：ABCE23.飛機超臨界翼型特點包括A.前緣半徑大B.上表面平坦C.后緣反彎D.激波弱化E.低頭力矩小答案：BCD24.衛(wèi)星導航三頻組合優(yōu)點A.電離層誤差消除B.周跳探測增強C.抗多徑D.載波相位模糊度固定快E.降低接收機功耗答案：ABCD25.可重復使用火箭垂直回收需突破A.節(jié)流深度≥70%B.柵格舵熱防護C.高精度制導D.剩余推進劑管理E.海上平臺定位答案：ABCDE26.影響火箭運載系數(shù)的參數(shù)有A.推進劑密度B.結構系數(shù)C.比沖D.級數(shù)E.發(fā)射傾角答案：ABCD27.火星采樣返回任務“三步走”包括A.采樣封裝B.火星起飛C.軌道交匯D.地球再入E.月地轉移答案：ABCD28.高超聲速飛行器熱防護系統(tǒng)常用A.C/C復合材料B.陶瓷瓦C.鈦合金蜂窩D.相變冷卻E.輻射冷卻答案：ABCE29.2025年民用航空有望投入使用的技術A.開式轉子發(fā)動機B.混合電推進支線C.單飛行員駕駛D.量子雷達E.4D航跡運行答案：ABCE30.衛(wèi)星大型可展開天線驅動方式A.步進電機B.形狀記憶合金C.伺服液壓D.超聲電機E.靜電拉膜答案：ABDE3.判斷題（每題1分，共10分，正確寫“T”，錯誤寫“F”）31.液氧甲烷發(fā)動機真空比沖普遍高于液氧液氫。答案：F32.2025年國際空間站將首次測試“量子密鑰分發(fā)”天地鏈路。答案：T33.飛機翼身融合體（BWB）天然具備隱身優(yōu)勢。答案：T34.太陽同步軌道衛(wèi)星地方時降交點固定，因此不會穿越地球陰影。答案：F35.火箭發(fā)射時聽到的“嘯叫”主要來自渦輪泵諧振。答案：T36.采用鋁鋰合金可使火箭貯箱密度降低10%以上。答案：T37.在火星表面，直升機旋翼轉速需低于地球同尺寸旋翼才能產生相同升力。答案：F38.2024年起，我國民航客機全部強制使用可持續(xù)航空燃料（SAF）比例不低于2%。答案：F39.高超聲速飛行器“黑障”區(qū)等離子體頻率通常高于S波段。答案：T40.衛(wèi)星電推進工質氙氣價格占整星成本比例可忽略。答案：F4.填空題（每空2分，共30分）41.2025年，我國新一代載人飛船“夢舟”近地軌道運力為________噸，月地轉移軌道運力為________噸。答案：7，342.國際民航組織（ICAO）2027年起強制實施的全球航空碳抵消方案簡稱________。答案：CORSIA43.火箭發(fā)動機燃燒室特征長度L定義公式為________。答案：L=Vc/At44.飛機失速速度公式中，升力系數(shù)最大時對應的迎角稱為________迎角。答案：臨界45.衛(wèi)星熱控中，OSR代表________。答案：光學太陽反射器46.2024年，SpaceX“星艦”第三次綜合試飛中，一級回收采用的“________”技術引發(fā)熱議。答案：塔架機械臂夾持47.高超聲速邊界層轉捩預測中，常用的雷諾數(shù)基于________長度。答案：動量厚度48.火星EDL階段“七分鐘恐怖”中，超音速降落傘開傘馬赫數(shù)約為________。答案：1.849.航空發(fā)動機渦輪葉片典型冷卻方式包括氣膜冷卻、________冷卻和________冷卻。答案：對流，沖擊50.2025年，我國“巡天”光學艙與空間站共軌飛行，其軌道高度為________km，傾角________度。答案：400，4251.衛(wèi)星導航星載原子鐘短期穩(wěn)定度指標常用________方差表征。答案：Allan52.火箭推進劑混合比定義公式為________。答案：氧化劑質量流量/燃料質量流量53.飛機尾旋改出三步操縱：首先________，其次________，最后________。答案：收油門，中立舵，推桿54.在軌衛(wèi)星角秒級指向精度常用________作為姿態(tài)敏感器。答案：星敏感器55.2025年，歐洲“風神”衛(wèi)星退役，其攜帶的________激光器用于全球風場測量。答案：多普勒測風紫外5.簡答題（每題10分，共40分）56.簡述可重復使用火箭垂直回收過程中“重力轉向”段制導策略的核心思路，并給出其優(yōu)化目標函數(shù)。答案：重力轉向段從起飛至一級關機前約30s開始，火箭姿態(tài)由垂直逐漸傾斜，利用重力改變速度方向而非直接推力轉向，節(jié)省推進劑。制導策略采用閉式解析解：假設零升力、推力恒定、重力恒定，將運動方程線性化，得到速度傾角與高度關系。優(yōu)化目標函數(shù)為minJ=∫t0tfm?dt，即最小化剩余推進劑，同時滿足終端高度h(tf)、速度V(tf)和航跡角γ(tf)約束。實際工程引入迭代制導（IGC）修正風場和參數(shù)偏差，采用凸優(yōu)化在線求解，保證落點圓概率誤差<10m。57.說明火星表面“原位資源利用”（ISRU）制氧過程中固體氧化物電解（SOXE）的工作原理，并列出關鍵材料與反應式。答案：SOXE利用火星大氣95%CO?，在800–1000°C高溫下，CO?在陰極得電子分解：CO?+2e?→CO+O2?；氧離子穿過釔穩(wěn)定氧化鋯（YSZ）電解質至陽極，失電子生成O?：2O2?→O?+4e?。關鍵材料：陰極Ni/YSZ多孔金屬陶瓷，陽極LSM（La?.?Sr?.?MnO?）或LSCF，電解質8%Y?O?ZrO?薄膜。總反應：2CO?→2CO+O?。系統(tǒng)需預熱至工作溫度，采用放射性同位素或電阻加熱，熱循環(huán)需匹配熱膨脹系數(shù)，防止電解質開裂。2021年毅力號MOXIE實驗已驗證，2025年阿爾忒彌斯Ⅲ將攜帶放大版，目標日產氧>2kg，支持上升器燃料。58.論述分布式混合電推進飛機在2025年技術驗證中所面臨的三項關鍵挑戰(zhàn)，并給出解決途徑。答案：挑戰(zhàn)一：功率質量比。當前超導電機<20kW/kg，目標需>30kW/kg。解決：采用YBCO高溫超導線圈，液氫冷卻，轉速提升至15000rpm，降低扭矩密度。挑戰(zhàn)二：熱管理。電池+電機+逆變器總損耗8%，需排熱200kW。解決：使用氫燃料作為熱沉，預冷氫經燃料電池后溫度升至80K，帶走電機銅損；表面采用微通道蒸發(fā)器，減少散熱器質量30%。挑戰(zhàn)三：電磁兼容。兆瓦級變頻產生諧波，干擾導航與通信。解決：逆變器采用SiCMOSFET，開關頻率>50kHz，降低總諧波畸變<3%；機殼采用鋁鋰合金+銅網復合屏蔽，布線雙絞屏蔽，地線單點接地，滿足DO160GLevel5。59.描述衛(wèi)星大型可展開天線在軌形面精度主動控制原理，并給出一種傳感器作動器閉環(huán)方案。答案：天線反射面采用碳纖維復合材料+形狀記憶合金（SMA）絲網，在軌熱變形導致形面誤差RMS>1mm，影響Ka波段增益2dB。主動控制：在反射面背面布置光纖光柵（FBG）陣列，每0.5m一個測點，實時測量應變ε，換算為面形誤差Δz?？刂破鞑捎媚Ｐ皖A測控制（MPC），目標函數(shù)min‖Δz?Δzref‖2+λ‖u‖2，u為SMA加熱電流。SMA絲分段布置，每段長20cm，加熱至90°C產生200MPa恢復應力，局部曲率變化κ=2σ/Et，實現(xiàn)微米級調整。閉環(huán)帶寬0.1Hz，功耗<50W，經在軌標定后形面誤差RMS降至0.2mm，滿足50GHz通信要求。6.計算題（每題15分，共30分）60.某兩級火箭，一級使用液氧煤油，比沖300s，二級使用液氧液氫，比沖450s。已知起飛質量500t，一級結構系數(shù)0.08，二級結構系數(shù)0.10，載荷2t。忽略重力損失與阻力，求理論速度增量Δv（取g?=9.81m/s2，使用齊奧爾科夫斯基公式逐級計算）。答案：一級：推進劑質量mp1=500×(1?0.08?m2/m0)=500×0.92?m2二級總質量m2=mp2+ms2+mpl=mp2+0.1(mp2+ms2+mpl)+mpl→mp2=(0.9mpl+0.1m2)/0.9聯(lián)立得m2=50t，mp1=410t一級末質量mf1=m0?mp1=90tΔv1=Isp1·g?·ln(m0/mf1)=300×9.81×ln(500/90)=300×9.81×1.714≈5049m/s二級：二級初始質量mi2=50t，結構ms2=0.1×50=5t，推進劑mp2=50?5?2=43t二級末質量mf2=7tΔv2=Isp2·g?·ln(mi2/mf2)=450×9.81×ln(50/7)=450×9.81×1.966≈8670m/s總Δv=5049+8670=13719m/s61.某太陽同步軌道衛(wèi)星，高度600km，當?shù)亟到稽c時間10:30。若軌道維持需抵消大氣攝動導致半長軸日衰減0.8m，采用氙離子電推進，比沖3000s，推力220mN，效率65%，求每日所需工質質量與電能，并估算20kg氙氣可維持軌道年限。答案：軌道速度v=√(μ/a)=√(3.986×101?/(6378+600)×103)=7553m/s每日速度虧損Δv=v·Δ