2025年大學(xué)《空天智能電推進(jìn)技術(shù)-電推進(jìn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)》考試備考試題及答案解析單位所屬部門(mén)：________姓名：________考場(chǎng)號(hào)：________考生號(hào)：________一、選擇題1.電推進(jìn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要目的是（）A.提高推進(jìn)器的推力B.增加推進(jìn)系統(tǒng)的能量密度C.優(yōu)化推進(jìn)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)布局D.減少推進(jìn)系統(tǒng)的質(zhì)量答案：C解析：電推進(jìn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要目的是優(yōu)化推進(jìn)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)布局，以確保系統(tǒng)的高效運(yùn)行、可靠性和空間適應(yīng)性。雖然提高推力、增加能量密度和減少質(zhì)量也是電推進(jìn)系統(tǒng)的重要目標(biāo)，但結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是實(shí)現(xiàn)這些目標(biāo)的基礎(chǔ)和關(guān)鍵。2.電推進(jìn)系統(tǒng)中，電力電子變換器的主要作用是（）A.直接產(chǎn)生推力B.將電能轉(zhuǎn)換為熱能C.將電能轉(zhuǎn)換為動(dòng)能D.實(shí)現(xiàn)電能的存儲(chǔ)和轉(zhuǎn)換答案：D解析：電力電子變換器在電推進(jìn)系統(tǒng)中起著至關(guān)重要的作用，它負(fù)責(zé)將電能進(jìn)行高效的存儲(chǔ)和轉(zhuǎn)換，為推進(jìn)系統(tǒng)提供穩(wěn)定可靠的電源。直接產(chǎn)生推力的是推進(jìn)器，將電能轉(zhuǎn)換為熱能或動(dòng)能的是其他部件。3.電推進(jìn)系統(tǒng)中的貯電池通常采用（）A.燃料電池B.鋰離子電池C.鉛酸電池D.鎳氫電池答案：B解析：電推進(jìn)系統(tǒng)中的貯電池通常采用鋰離子電池，因?yàn)殇囯x子電池具有高能量密度、長(zhǎng)壽命和輕量化等優(yōu)點(diǎn)，非常適合空間應(yīng)用的電推進(jìn)系統(tǒng)。燃料電池雖然能量密度高，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不適合用于電推進(jìn)系統(tǒng)的貯能。鉛酸電池和鎳氫電池雖然技術(shù)成熟，但能量密度較低，不適合空間應(yīng)用。4.電推進(jìn)系統(tǒng)中的熱管理系統(tǒng)的主要功能是（）A.產(chǎn)生熱量B.排除熱量C.儲(chǔ)存熱量D.分配電能答案：B解析：電推進(jìn)系統(tǒng)中的熱管理系統(tǒng)的主要功能是排除熱量，因?yàn)殡娡七M(jìn)系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的熱量，如果熱量不能及時(shí)排除，會(huì)影響系統(tǒng)的性能和壽命。產(chǎn)生熱量是電推進(jìn)系統(tǒng)運(yùn)行的結(jié)果，儲(chǔ)存熱量和分配電能不是熱管理系統(tǒng)的主要功能。5.電推進(jìn)系統(tǒng)中的結(jié)構(gòu)材料應(yīng)具備（）A.高強(qiáng)度、輕量化、耐腐蝕B.高導(dǎo)電性、高導(dǎo)熱性、高密度C.高柔韌性、高強(qiáng)度、耐高溫D.高彈性、高密度、耐磨損答案：A解析：電推進(jìn)系統(tǒng)中的結(jié)構(gòu)材料應(yīng)具備高強(qiáng)度、輕量化和耐腐蝕等特點(diǎn)，以確保系統(tǒng)在空間環(huán)境中的可靠性和壽命。高強(qiáng)度可以保證結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，輕量化可以減少系統(tǒng)的質(zhì)量，耐腐蝕可以保證結(jié)構(gòu)在空間環(huán)境中的長(zhǎng)期運(yùn)行。6.電推進(jìn)系統(tǒng)中的推進(jìn)器通常采用（）A.磁流體推進(jìn)器B.電弧推進(jìn)器C.離子推進(jìn)器D.脈沖等離子體推進(jìn)器答案：C解析：電推進(jìn)系統(tǒng)中的推進(jìn)器通常采用離子推進(jìn)器，因?yàn)殡x子推進(jìn)器具有高比沖、低推力和長(zhǎng)壽命等優(yōu)點(diǎn)，非常適合空間應(yīng)用的電推進(jìn)系統(tǒng)。磁流體推進(jìn)器和電弧推進(jìn)器雖然技術(shù)先進(jìn)，但通常用于大推力應(yīng)用。脈沖等離子體推進(jìn)器雖然比沖高，但推力較大，不適合空間應(yīng)用。7.電推進(jìn)系統(tǒng)中的控制系統(tǒng)應(yīng)具備（）A.高精度、高可靠性、實(shí)時(shí)性B.低精度、低可靠性、非實(shí)時(shí)性C.高精度、低可靠性、非實(shí)時(shí)性D.低精度、高可靠性、實(shí)時(shí)性答案：A解析：電推進(jìn)系統(tǒng)中的控制系統(tǒng)應(yīng)具備高精度、高可靠性和實(shí)時(shí)性等特點(diǎn)，以確保系統(tǒng)能夠按照預(yù)定軌跡運(yùn)行。高精度可以保證推進(jìn)器的推力控制精度，高可靠性可以保證系統(tǒng)的長(zhǎng)期運(yùn)行，實(shí)時(shí)性可以保證系統(tǒng)能夠及時(shí)響應(yīng)外部環(huán)境的變化。8.電推進(jìn)系統(tǒng)中的貯箱通常采用（）A.金屬貯箱B.塑料貯箱C.玻璃鋼貯箱D.陶瓷貯箱答案：C解析：電推進(jìn)系統(tǒng)中的貯箱通常采用玻璃鋼貯箱，因?yàn)椴Ａт摼哂懈邚?qiáng)度、輕量化和耐腐蝕等優(yōu)點(diǎn)，非常適合空間應(yīng)用的電推進(jìn)系統(tǒng)。金屬貯箱雖然強(qiáng)度高，但重量較大，不適合空間應(yīng)用。塑料貯箱和陶瓷貯箱雖然輕量化，但強(qiáng)度和耐腐蝕性較差。9.電推進(jìn)系統(tǒng)中的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)考慮（）A.空間適應(yīng)性、重量、強(qiáng)度B.導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、密度C.柔韌性、耐高溫性、耐磨損性D.彈性、密度、耐腐蝕性答案：A解析：電推進(jìn)系統(tǒng)中的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)考慮空間適應(yīng)性、重量和強(qiáng)度等特點(diǎn)，以確保系統(tǒng)能夠在空間環(huán)境中穩(wěn)定運(yùn)行?？臻g適應(yīng)性可以保證系統(tǒng)在空間中的布局，重量可以減少系統(tǒng)的質(zhì)量，強(qiáng)度可以保證結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。10.電推進(jìn)系統(tǒng)中的推進(jìn)器設(shè)計(jì)應(yīng)考慮（）A.比沖、推力、壽命B.導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、密度C.柔韌性、耐高溫性、耐磨損性D.彈性、密度、耐腐蝕性答案：A解析：電推進(jìn)系統(tǒng)中的推進(jìn)器設(shè)計(jì)應(yīng)考慮比沖、推力和壽命等特點(diǎn)，以確保系統(tǒng)能夠高效、可靠地運(yùn)行。比沖可以衡量推進(jìn)器的效率，推力可以滿足任務(wù)需求，壽命可以保證系統(tǒng)的長(zhǎng)期運(yùn)行。11.電推進(jìn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)材料輕量化的主要考慮是（）A.減少系統(tǒng)整體質(zhì)量B.降低制造成本C.提高系統(tǒng)效率D.增強(qiáng)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度答案：A解析：電推進(jìn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)材料輕量化的主要考慮是減少系統(tǒng)整體質(zhì)量。減輕質(zhì)量可以降低發(fā)射成本，提高有效載荷比，并且減輕結(jié)構(gòu)負(fù)擔(dān)，有利于系統(tǒng)的長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行。雖然輕量化也可能間接影響效率，但這并非主要考慮因素。12.電推進(jìn)系統(tǒng)中，電力電子器件的選擇主要依據(jù)是（）A.體積大小B.功率密度C.顏色D.價(jià)格高低答案：B解析：電推進(jìn)系統(tǒng)中，電力電子器件的選擇主要依據(jù)是功率密度。功率密度決定了器件在單位體積或質(zhì)量下能夠處理的最大功率，對(duì)于空間應(yīng)用尤為重要，因?yàn)榭臻g資源有限且發(fā)射成本高昂。其他因素如體積、顏色和價(jià)格雖然也需考慮，但功率密度是核心技術(shù)指標(biāo)。13.電推進(jìn)系統(tǒng)中的貯電池組設(shè)計(jì)，關(guān)鍵在于（）A.最大容量B.快速充電C.循環(huán)壽命D.充電電壓答案：C解析：電推進(jìn)系統(tǒng)中的貯電池組設(shè)計(jì)，關(guān)鍵在于循環(huán)壽命。電推進(jìn)系統(tǒng)通常需要長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行，電池組必須能夠承受大量的充放電循環(huán)而不失效，以保證任務(wù)的完成。雖然最大容量、快速充電和充電電壓也很重要，但循環(huán)壽命是長(zhǎng)期運(yùn)行的基礎(chǔ)。14.電推進(jìn)系統(tǒng)熱管在熱管理中的作用是（）A.直接散熱B.儲(chǔ)存熱量C.傳遞熱量D.產(chǎn)生冷量答案：C解析：電推進(jìn)系統(tǒng)熱管在熱管理中的作用是傳遞熱量。熱管是一種高效的傳熱元件，能夠?qū)崃繌臒嵩矗ㄈ珉娏﹄娮悠骷┛焖?、高效地傳遞到散熱器，從而保證器件在合適的溫度范圍內(nèi)工作。直接散熱、儲(chǔ)存熱量和產(chǎn)生冷量均不是熱管的主要功能。15.電推進(jìn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，對(duì)材料耐腐蝕性的要求主要來(lái)自（）A.空間輻射B.微流星體撞擊C.真空環(huán)境D.溫度循環(huán)答案：C解析：電推進(jìn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，對(duì)材料耐腐蝕性的要求主要來(lái)自真空環(huán)境。在真空條件下，材料表面會(huì)發(fā)生復(fù)雜的物理和化學(xué)變化（如吸氣、濺射等），可能導(dǎo)致材料性能退化或失效。雖然空間輻射、微流星體撞擊和溫度循環(huán)也會(huì)對(duì)材料提出挑戰(zhàn)，但真空環(huán)境的影響是基礎(chǔ)性的。16.電推進(jìn)系統(tǒng)中，離子推進(jìn)器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)通常是（）A.大型螺旋槳B.大量燃料噴口C.小型加速通道D.復(fù)雜機(jī)械傳動(dòng)答案：C解析：電推進(jìn)系統(tǒng)中，離子推進(jìn)器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)通常是小型加速通道。離子推進(jìn)器通過(guò)電場(chǎng)加速離子流產(chǎn)生推力，其結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，核心部件是一個(gè)小型化的加速通道，用于將離子從電極加速到高速度。大型螺旋槳、大量燃料噴口和復(fù)雜機(jī)械傳動(dòng)是傳統(tǒng)化學(xué)火箭或噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的特點(diǎn)。17.電推進(jìn)系統(tǒng)控制系統(tǒng)的核心是（）A.傳感器B.執(zhí)行機(jī)構(gòu)C.控制算法D.人機(jī)界面答案：C解析：電推進(jìn)系統(tǒng)控制系統(tǒng)的核心是控制算法?？刂扑惴ㄘ?fù)責(zé)根據(jù)系統(tǒng)的狀態(tài)和任務(wù)需求，實(shí)時(shí)計(jì)算并輸出控制指令，以調(diào)節(jié)推進(jìn)器的推力、姿態(tài)等參數(shù)，確保系統(tǒng)按照預(yù)定軌跡或狀態(tài)運(yùn)行。傳感器用于測(cè)量狀態(tài)，執(zhí)行機(jī)構(gòu)用于執(zhí)行指令，人機(jī)界面用于交互，但算法是決策核心。18.電推進(jìn)系統(tǒng)貯箱的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需要考慮的主要因素是（）A.密封性B.美觀性C.材料強(qiáng)度D.制造工藝答案：A解析：電推進(jìn)系統(tǒng)貯箱的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需要考慮的主要因素是密封性。貯箱用于儲(chǔ)存推進(jìn)劑或工作介質(zhì)，必須具有極高的密封性，以防止泄漏，確保系統(tǒng)安全可靠運(yùn)行。材料強(qiáng)度、制造工藝也很重要，但密封性是首要且關(guān)鍵的要求。19.電推進(jìn)系統(tǒng)中，電力電子變換器的散熱方式通常采用（）A.自然對(duì)流B.強(qiáng)制風(fēng)冷C.熱管散熱D.輻射散熱答案：C解析：電推進(jìn)系統(tǒng)中，電力電子變換器由于功率密度高，產(chǎn)生的熱量較大，通常采用熱管散熱。熱管具有高效、輕量化、無(wú)運(yùn)動(dòng)部件等優(yōu)點(diǎn)，能夠?qū)⒆儞Q器產(chǎn)生的熱量快速、可靠地傳遞到散熱器。自然對(duì)流和輻射散熱效率較低，強(qiáng)制風(fēng)冷在空間應(yīng)用中不太現(xiàn)實(shí)。20.電推進(jìn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的最終目的是（）A.實(shí)現(xiàn)技術(shù)指標(biāo)B.降低制造成本C.滿足任務(wù)需求D.獲得學(xué)術(shù)成果答案：C解析：電推進(jìn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的最終目的是滿足任務(wù)需求。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不是單純的技術(shù)探索或成本控制，其根本目的是為了制造出能夠成功執(zhí)行特定空間任務(wù)的電推進(jìn)系統(tǒng)，確保系統(tǒng)在性能、可靠性、壽命等方面滿足任務(wù)要求。技術(shù)指標(biāo)、制造成本和學(xué)術(shù)成果是實(shí)現(xiàn)這一目的的手段或評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。二、多選題1.電推進(jìn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需要考慮的主要因素有（）A.質(zhì)量分布B.結(jié)構(gòu)強(qiáng)度C.熱環(huán)境適應(yīng)性D.空間布局合理性E.制造成本答案：ABCDE解析：電推進(jìn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是一個(gè)綜合性的任務(wù)，需要全面考慮多個(gè)因素。質(zhì)量分布影響系統(tǒng)的質(zhì)心位置和慣量特性，關(guān)系到姿態(tài)控制和動(dòng)力學(xué)性能；結(jié)構(gòu)強(qiáng)度確保系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中能夠承受各種載荷，保證可靠性；熱環(huán)境適應(yīng)性是指結(jié)構(gòu)材料能夠承受工作溫度范圍，并有效散熱；空間布局合理性關(guān)系到系統(tǒng)與其他分系統(tǒng)的接口和整體空間利用效率；制造成本是影響系統(tǒng)可行性的重要經(jīng)濟(jì)因素。因此，這五個(gè)因素都需要在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中予以考慮。2.電推進(jìn)系統(tǒng)中的貯箱材料應(yīng)具備的特點(diǎn)有（）A.高比強(qiáng)度B.良好的耐腐蝕性C.良好的密封性D.高導(dǎo)熱性E.輕量化答案：ABCE解析：電推進(jìn)系統(tǒng)中的貯箱材料需要具備一系列特殊的性能。高比強(qiáng)度意味著在保證足夠強(qiáng)度的同時(shí)，材料密度要低，這對(duì)于減輕系統(tǒng)整體質(zhì)量至關(guān)重要；良好的耐腐蝕性能夠保證材料在真空、溫度循環(huán)等空間環(huán)境下長(zhǎng)期穩(wěn)定；良好的密封性是防止推進(jìn)劑泄漏的關(guān)鍵；輕量化與高比強(qiáng)度相輔相成，同樣重要。高導(dǎo)熱性通常不是首選，因?yàn)橛袝r(shí)需要隔熱，具體取決于應(yīng)用場(chǎng)景。3.電推進(jìn)系統(tǒng)中的熱管散熱的優(yōu)勢(shì)在于（）A.傳熱效率高B.結(jié)構(gòu)緊湊C.無(wú)運(yùn)動(dòng)部件D.可靠性高E.成本低廉答案：ABCD解析：電推進(jìn)系統(tǒng)中采用熱管散熱具有多方面的優(yōu)勢(shì)。熱管利用內(nèi)部工作介質(zhì)的相變進(jìn)行熱量傳遞，效率非常高；其結(jié)構(gòu)可以做得非常緊湊，適合空間受限的應(yīng)用；作為固體傳熱元件，熱管沒(méi)有運(yùn)動(dòng)部件，因此可靠性高，免維護(hù)。雖然熱管成本相對(duì)傳統(tǒng)散熱器可能稍高，但其在高效、緊湊和可靠性方面的優(yōu)勢(shì)使其在空間應(yīng)用中非常受歡迎，因此E不一定成立。4.電推進(jìn)系統(tǒng)中，電力電子器件的選擇需要考慮（）A.工作電壓B.工作電流C.功率密度D.開(kāi)關(guān)頻率E.環(huán)境溫度范圍答案：ABCDE解析：電推進(jìn)系統(tǒng)中，電力電子器件的選擇是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程，需要綜合考慮多個(gè)參數(shù)。工作電壓和電流決定了器件需要承受的電氣負(fù)荷；功率密度是衡量器件性能的關(guān)鍵指標(biāo)，直接關(guān)系到系統(tǒng)體積和重量；開(kāi)關(guān)頻率影響系統(tǒng)尺寸、重量和效率；環(huán)境溫度范圍決定了器件在空間環(huán)境中的適用性。因此，這五個(gè)因素都是選擇電力電子器件時(shí)必須考慮的。5.電推進(jìn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)遵循的原則有（）A.可靠性優(yōu)先B.輕量化設(shè)計(jì)C.模塊化設(shè)計(jì)D.整體優(yōu)化E.簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)答案：ABCD解析：電推進(jìn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需要遵循一系列原則?？煽啃詢?yōu)先是所有空間系統(tǒng)的基本要求；輕量化設(shè)計(jì)是電推進(jìn)系統(tǒng)的核心要求之一；模塊化設(shè)計(jì)有利于提高可維護(hù)性、縮短研制周期；整體優(yōu)化要求在滿足性能指標(biāo)的前提下，綜合考慮質(zhì)量、成本、可靠性等多個(gè)方面進(jìn)行權(quán)衡；簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)通常能提高可靠性、降低成本和重量。因此，ABCD都是重要的設(shè)計(jì)原則。6.電推進(jìn)系統(tǒng)中，離子推進(jìn)器的結(jié)構(gòu)組成可能包括（）A.離子源B.加速通道C.控制電子光學(xué)系統(tǒng)D.偏轉(zhuǎn)電極E.真空絕緣子答案：ABCDE解析：典型的離子推進(jìn)器結(jié)構(gòu)包括產(chǎn)生離子的離子源、將離子加速到高速度的加速通道、用于控制離子束流方向的偏轉(zhuǎn)電極、以及用于在離子源和加速通道之間建立高壓并提供電氣絕緣的真空絕緣子等關(guān)鍵部件。這些部分協(xié)同工作，實(shí)現(xiàn)電推進(jìn)。因此，這五個(gè)選項(xiàng)都是離子推進(jìn)器可能包含的結(jié)構(gòu)組成部分。7.電推進(jìn)系統(tǒng)控制系統(tǒng)的功能有（）A.推力調(diào)節(jié)B.軌道修正C.狀態(tài)監(jiān)測(cè)D.故障診斷E.通信管理答案：ABCD解析：電推進(jìn)系統(tǒng)的控制系統(tǒng)功能強(qiáng)大，不僅包括推力調(diào)節(jié)（精確控制推力大小和方向）和軌道修正（根據(jù)導(dǎo)航信息調(diào)整航天器軌道），還包括對(duì)系統(tǒng)各部件和整體狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)（C），以及在出現(xiàn)故障時(shí)進(jìn)行診斷和一定的處理（D）。通信管理（E）雖然也是航天器的重要功能，但通常由專門(mén)的通信系統(tǒng)負(fù)責(zé)，不是電推進(jìn)控制系統(tǒng)的主要功能。8.電推進(jìn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，對(duì)材料的要求可能包括（）A.耐高溫性B.耐輻照性C.耐真空環(huán)境D.良好的焊接性E.高彈性模量答案：ABCD解析：電推進(jìn)系統(tǒng)在工作時(shí)會(huì)遇到高溫、空間輻射、真空等極端環(huán)境，因此對(duì)材料提出了特殊要求。耐高溫性保證材料在電弧或等離子體附近不會(huì)熔化或性能退化；耐輻照性保證材料在空間輻射環(huán)境下不會(huì)性能劣化；耐真空環(huán)境是指材料在真空中不會(huì)發(fā)生吸氣、出氣或表面變質(zhì)等不良反應(yīng)；良好的焊接性有利于制造復(fù)雜結(jié)構(gòu)。高彈性模量（E）雖然也是一種材料性能，但并非電推進(jìn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的普遍要求，取決于具體應(yīng)用。9.電推進(jìn)系統(tǒng)中，貯電池組設(shè)計(jì)需要考慮（）A.能量密度B.充放電效率C.循環(huán)壽命D.安全性E.體積重量答案：ABCDE解析：電推進(jìn)系統(tǒng)中的貯電池組是關(guān)鍵部件，其設(shè)計(jì)需要全面考慮。能量密度決定了電池能夠提供的總能量，直接影響推進(jìn)距離和任務(wù)壽命；充放電效率關(guān)系到能源利用率和系統(tǒng)功耗；循環(huán)壽命決定了電池組能夠支持的充放電次數(shù)，關(guān)系到任務(wù)的總持續(xù)時(shí)間；安全性是防止電池發(fā)生熱失控或泄漏的關(guān)鍵；體積重量與能量密度密切相關(guān)，是影響系統(tǒng)設(shè)計(jì)的重要參數(shù)。因此，這五個(gè)方面都需要在設(shè)計(jì)時(shí)予以關(guān)注。10.電推進(jìn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與其他分系統(tǒng)接口設(shè)計(jì)相關(guān)聯(lián)的有（）A.電源系統(tǒng)B.導(dǎo)航系統(tǒng)C.姿態(tài)控制系統(tǒng)D.熱控制系統(tǒng)E.通信系統(tǒng)答案：ABCD解析：電推進(jìn)系統(tǒng)作為航天器的一個(gè)子系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)必須與其他分系統(tǒng)進(jìn)行接口設(shè)計(jì)。電源系統(tǒng)需要為電推進(jìn)系統(tǒng)提供電力；導(dǎo)航系統(tǒng)需要為電推進(jìn)提供推力矢量信息，用于軌道修正和姿態(tài)控制；姿態(tài)控制系統(tǒng)需要根據(jù)電推進(jìn)的推力進(jìn)行姿態(tài)補(bǔ)償；熱控制系統(tǒng)需要將電推進(jìn)產(chǎn)生的熱量導(dǎo)出。通信系統(tǒng)雖然也重要，但其與電推進(jìn)系統(tǒng)的接口主要是數(shù)據(jù)傳輸，結(jié)構(gòu)接口相對(duì)較少。11.電推進(jìn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，需要考慮的因素有（）A.空間環(huán)境適應(yīng)性B.質(zhì)量特性C.熱防護(hù)要求D.可制造性E.電磁兼容性答案：ABCDE解析：電推進(jìn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，需要全面考慮各種因素?？臻g環(huán)境適應(yīng)性包括對(duì)真空、輻射、溫度循環(huán)等條件的適應(yīng)性；質(zhì)量特性不僅指整體質(zhì)量，還包括質(zhì)心、慣量矩等，對(duì)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)性能至關(guān)重要；熱防護(hù)要求關(guān)系到如何將熱量有效導(dǎo)出或抑制；可制造性影響著設(shè)計(jì)的可實(shí)現(xiàn)性和成本；電磁兼容性關(guān)系到系統(tǒng)內(nèi)部各部分以及系統(tǒng)與外部的電磁干擾問(wèn)題。因此，這五個(gè)因素都是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中需要考慮的內(nèi)容。12.電推進(jìn)系統(tǒng)中，電力電子器件可能采用的材料有（）A.硅（Si）B.鍺（Ge）C.碳化硅（SiC）D.氮化鎵（GaN）E.氫化鎵（GaAs）答案：ACD解析：電推進(jìn)系統(tǒng)中，電力電子器件的材料選擇是影響其性能的關(guān)鍵。硅（Si）是最傳統(tǒng)的半導(dǎo)體材料，應(yīng)用廣泛；碳化硅（SiC）具有優(yōu)異的高溫、高壓、高頻率特性，非常適合用于功率密度高的電推進(jìn)系統(tǒng)；氮化鎵（GaN）也具有高頻、高功率密度等優(yōu)點(diǎn)，在電力電子領(lǐng)域應(yīng)用日益增多。鍺（Ge）雖然也是半導(dǎo)體，但性能不如硅、碳化硅和氮化鎵，在電力電子領(lǐng)域應(yīng)用較少；氫化鎵（GaAs）主要用于微波和光學(xué)器件，與電力電子器件需求不符。因此，ACD是電力電子器件可能采用的材料。13.電推進(jìn)系統(tǒng)中的貯箱設(shè)計(jì)需要考慮（）A.壓力承受能力B.材料選擇C.密封結(jié)構(gòu)D.熱應(yīng)力影響E.質(zhì)量分布答案：ABCDE解析：電推進(jìn)系統(tǒng)中的貯箱設(shè)計(jì)需要綜合考慮多方面因素。壓力承受能力是基本要求，確保能安全儲(chǔ)存推進(jìn)劑；材料選擇關(guān)系到強(qiáng)度、耐腐蝕性、重量等；密封結(jié)構(gòu)是防止泄漏的關(guān)鍵；由于工作過(guò)程中溫度變化，熱應(yīng)力影響必須考慮，以保證結(jié)構(gòu)完整性；質(zhì)量分布影響系統(tǒng)的質(zhì)心，關(guān)系到動(dòng)力學(xué)和穩(wěn)定性。因此，這五個(gè)方面都是貯箱設(shè)計(jì)時(shí)需要考慮的內(nèi)容。14.電推進(jìn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，采用有限元分析的目的有（）A.驗(yàn)證結(jié)構(gòu)強(qiáng)度B.確定熱應(yīng)力分布C.優(yōu)化結(jié)構(gòu)布局D.預(yù)測(cè)結(jié)構(gòu)振動(dòng)特性E.評(píng)估材料疲勞壽命答案：ABCD解析：電推進(jìn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，采用有限元分析（FEA）是一種重要的工程手段。其目的包括：驗(yàn)證結(jié)構(gòu)在各種載荷（如推力、振動(dòng)、溫度）作用下的強(qiáng)度是否滿足要求（A）；分析結(jié)構(gòu)在熱載荷作用下的應(yīng)力分布，評(píng)估熱變形和熱應(yīng)力影響（B）；通過(guò)改變結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行多次分析，尋找最優(yōu)的結(jié)構(gòu)布局，實(shí)現(xiàn)輕量化和性能提升（C）；預(yù)測(cè)結(jié)構(gòu)在運(yùn)行過(guò)程中可能出現(xiàn)的振動(dòng)模態(tài)和頻率，避免共振（D）。評(píng)估材料疲勞壽命（E）通常需要專門(mén)的疲勞分析，雖然FEA可以提供應(yīng)力循環(huán)數(shù)據(jù)，但直接評(píng)估壽命往往是后續(xù)步驟或結(jié)合實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。因此，ABCD是采用FEA的主要目的。15.電推進(jìn)系統(tǒng)中，離子推進(jìn)器的關(guān)鍵部件包括（）A.離子源B.高壓電源C.加速通道D.偏轉(zhuǎn)和聚焦系統(tǒng)E.推進(jìn)劑貯箱答案：ABCD解析：電推進(jìn)系統(tǒng)中的離子推進(jìn)器是一個(gè)精密的裝置，其關(guān)鍵部件主要包括：產(chǎn)生離子的離子源（A），為離子源和加速通道提供高壓的電源（B），將離子加速到高速度的加速通道（C），以及用于控制離子束流方向和聚焦的偏轉(zhuǎn)和聚焦系統(tǒng)（D）。推進(jìn)劑貯箱（E）是提供工作介質(zhì)的，雖然也是系統(tǒng)必需的，但不是離子推進(jìn)器本身的核心部件。因此，ABCD是離子推進(jìn)器的關(guān)鍵部件。16.電推進(jìn)系統(tǒng)熱管理設(shè)計(jì)應(yīng)考慮（）A.散熱方式選擇B.熱路徑規(guī)劃C.熱沉設(shè)計(jì)D.熱控涂層應(yīng)用E.冷卻液循環(huán)答案：ABCD解析：電推進(jìn)系統(tǒng)的熱管理設(shè)計(jì)是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程，需要綜合考慮多個(gè)方面。散熱方式選擇包括采用散熱器、熱管、輻射散熱器等（A）；熱路徑規(guī)劃是指設(shè)計(jì)有效的熱量傳遞路徑，將熱量從熱源引導(dǎo)至散熱端（B）；熱沉設(shè)計(jì)是為了吸收和儲(chǔ)存多余的熱量（C）；熱控涂層應(yīng)用可以調(diào)節(jié)表面的吸收率和發(fā)射率，影響散熱效果（D）。冷卻液循環(huán)（E）雖然是一種散熱方式，但并非所有電推進(jìn)系統(tǒng)都采用，特別是某些低溫等離子體推進(jìn)器可能不涉及液體循環(huán)。因此，ABCD是熱管理設(shè)計(jì)中需要考慮的關(guān)鍵內(nèi)容。17.電推進(jìn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)滿足的要求有（）A.功能實(shí)現(xiàn)B.可靠性C.可維護(hù)性D.輕量化E.成本最低答案：ABCD解析：電推進(jìn)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需要滿足一系列要求。首先必須實(shí)現(xiàn)預(yù)定的功能（A）；可靠性是空間任務(wù)成功的關(guān)鍵，結(jié)構(gòu)必須足夠堅(jiān)固、耐久（B）；可維護(hù)性關(guān)系到系統(tǒng)在軌服務(wù)的便利性和壽命（C）；輕量化是電推進(jìn)系統(tǒng)的核心要求之一，直接影響發(fā)射成本和有效載荷（D）。成本最低（E）雖然是一個(gè)重要的經(jīng)濟(jì)目標(biāo)，但往往需要在滿足其他要求（如可靠性、性能）的前提下進(jìn)行權(quán)衡，并非唯一或總是首要的要求。因此，ABCD是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)滿足的主要要求。18.電推進(jìn)系統(tǒng)中，電力電子變換器可能出現(xiàn)的故障模式有（）A.過(guò)熱B.短路C.斷路D.干擾E.磨損答案：ABCD解析：電推進(jìn)系統(tǒng)中的電力電子變換器是關(guān)鍵且復(fù)雜的部件，可能出現(xiàn)的故障模式多種多樣。過(guò)熱（A）是常見(jiàn)的故障，可能由過(guò)載、散熱不良或控制失效引起；短路（B）會(huì)導(dǎo)致大電流，損壞器件或線路；斷路（C）會(huì)導(dǎo)致電路不通，失去功能；電磁干擾（D）可能影響變換器自身的正常工作或干擾其他系統(tǒng)。磨損（E）通常不是電力電子變換器內(nèi)部固有的故障模式，更多是機(jī)械部件的問(wèn)題，雖然變換器中有散熱風(fēng)扇等機(jī)械部件可能磨損，但針對(duì)變換器本身的故障模式主要是電氣性的。因此，ABCD是電力電子變換器可能出現(xiàn)的故障模式。19.電推進(jìn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，對(duì)材料性能的要求可能包括（）A.高比強(qiáng)度B.良好的高溫性能C.耐輻照性D.良好的焊接性E.低密度答案：ABCD解析：電推進(jìn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，對(duì)材料性能的要求是多方面的，具體取決于應(yīng)用環(huán)境。高比強(qiáng)度（A，即強(qiáng)度/密度）對(duì)于減輕重量至關(guān)重要；良好的高溫性能（B）是應(yīng)對(duì)電推進(jìn)工作時(shí)產(chǎn)生熱量或空間環(huán)境溫度變化的要求；耐輻照性（C）是確保材料在空間輻射環(huán)境下穩(wěn)定性的要求；良好的焊接性（D）有利于制造復(fù)雜結(jié)構(gòu)。低密度（E）雖然與輕量化相關(guān)，但高比強(qiáng)度更能體現(xiàn)對(duì)材料輕量化性能的要求，且不是所有應(yīng)用都要求極低密度。因此，ABCD是可能對(duì)材料提出的性能要求。20.電推進(jìn)系統(tǒng)與其他分系統(tǒng)接口設(shè)計(jì)涉及（）A.電氣接口B.機(jī)械接口C.熱接口D.控制接口E.輻射屏蔽接口答案：ABCD解析：電推進(jìn)系統(tǒng)作為航天器的一個(gè)子系統(tǒng)，其接口設(shè)計(jì)需要與其他分系統(tǒng)進(jìn)行對(duì)接。電氣接口（A）涉及電源連接、信號(hào)傳輸?shù)?；機(jī)械接口（B）涉及安裝方式、連接結(jié)構(gòu)等；熱接口（C）涉及熱量傳遞和熱控制連接；控制接口（D）涉及接收導(dǎo)航/姿態(tài)指令和發(fā)送狀態(tài)信息等。輻射屏蔽接口（E）通常不是電推進(jìn)系統(tǒng)本身直接與其他系統(tǒng)定義的接口，而是指為保護(hù)敏感電子設(shè)備而設(shè)計(jì)的屏蔽結(jié)構(gòu)，雖然電推進(jìn)系統(tǒng)會(huì)產(chǎn)生輻射，但接口設(shè)計(jì)主要關(guān)注上述ABCD幾類。因此，ABCD是電推進(jìn)系統(tǒng)與其他分系統(tǒng)接口設(shè)計(jì)涉及的主要內(nèi)容。三、判斷題1.電推進(jìn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，輕量化設(shè)計(jì)原則始終優(yōu)于強(qiáng)度設(shè)計(jì)原則。（）答案：錯(cuò)誤解析：電推進(jìn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，輕量化設(shè)計(jì)和強(qiáng)度設(shè)計(jì)都是重要的原則，但并非始終相互矛盾且輕量化優(yōu)先。結(jié)構(gòu)必須首先滿足強(qiáng)度要求，能夠承受工作載荷和環(huán)境應(yīng)力，否則會(huì)失效。在滿足強(qiáng)度要求的前提下，才追求輕量化設(shè)計(jì)以降低系統(tǒng)總質(zhì)量。在某些情況下，為了滿足強(qiáng)度，可能需要增加結(jié)構(gòu)尺寸和質(zhì)量，此時(shí)輕量化就不是首要目標(biāo)。因此，輕量化原則并非始終優(yōu)于強(qiáng)度原則。2.電推進(jìn)系統(tǒng)中的貯箱必須采用最高強(qiáng)度的材料。（）答案：錯(cuò)誤解析：電推進(jìn)系統(tǒng)中的貯箱確實(shí)需要承受一定的壓力，但并非必須采用最高強(qiáng)度的材料。材料的選擇需要在滿足壓力承受能力、耐腐蝕性、重量、成本等多方面要求中進(jìn)行權(quán)衡。過(guò)高的強(qiáng)度意味著材料密度可能也很大，導(dǎo)致貯箱自身質(zhì)量過(guò)大，增加整個(gè)系統(tǒng)的發(fā)射成本和任務(wù)功耗。因此，應(yīng)根據(jù)具體需求選擇合適的材料，而非盲目追求最高強(qiáng)度。3.電推進(jìn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不需要考慮空間環(huán)境的輻射影響。（）答案：錯(cuò)誤解析：空間環(huán)境存在高能輻射，如宇宙射線、太陽(yáng)粒子事件等，這些輻射會(huì)對(duì)航天器上的電子元器件、材料性能以及結(jié)構(gòu)本身造成損害。電推進(jìn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，必須考慮空間輻射的影響，選擇耐輻照材料，并對(duì)關(guān)鍵部件進(jìn)行輻射防護(hù)設(shè)計(jì)，以保證系統(tǒng)的長(zhǎng)期可靠性。4.電推進(jìn)系統(tǒng)中的熱管是一種能夠主動(dòng)散熱的裝置。（）答案：錯(cuò)誤解析：電推進(jìn)系統(tǒng)中的熱管是一種利用內(nèi)部工作介質(zhì)的相變進(jìn)行熱量傳遞的被動(dòng)式散熱裝置。它依靠溫度差驅(qū)動(dòng)熱量在管內(nèi)循環(huán)，將熱源的熱量傳遞到散熱端，并不需要外部能源驅(qū)動(dòng)。因此，熱管是被動(dòng)散熱，而非主動(dòng)散熱。5.電推進(jìn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)只需要考慮工作狀態(tài)下的力學(xué)性能。（）答案：錯(cuò)誤解析：電推進(jìn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不僅要考慮系統(tǒng)在工作狀態(tài)下的力學(xué)性能，如強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性等，還需要考慮系統(tǒng)在運(yùn)輸、發(fā)射、裝配、測(cè)試以及各種環(huán)境條件（如空間環(huán)境、溫度循環(huán)、振動(dòng)、沖擊）下的力學(xué)性能。設(shè)計(jì)必須確保結(jié)構(gòu)在整個(gè)生命周期內(nèi)都保持可靠性和完整性。6.電推進(jìn)系統(tǒng)中的離子推進(jìn)器通常具有較高的比沖。（）答案：正確解析：比沖是衡量推進(jìn)系統(tǒng)效率的重要指標(biāo)，定義為單位質(zhì)量推進(jìn)劑產(chǎn)生的沖量。電推進(jìn)系統(tǒng)，特別是其中的離子推進(jìn)器，具有極高的比沖，遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)的化學(xué)火箭。這意味著離子推進(jìn)器可以用較少的推進(jìn)劑質(zhì)量獲得較大的推力或進(jìn)行更遠(yuǎn)的深空探測(cè)，是其主要優(yōu)勢(shì)之一。7.電推進(jìn)系統(tǒng)控制系統(tǒng)的核心是傳感器，沒(méi)有傳感器就沒(méi)有控制系統(tǒng)。（）答案：錯(cuò)誤解析：電推進(jìn)系統(tǒng)控制系統(tǒng)確實(shí)依賴于傳感器來(lái)獲取系統(tǒng)的狀態(tài)信息（如推力、電壓、電流、溫度等），但傳感器只是控制系統(tǒng)的一個(gè)組成部分?？刂葡到y(tǒng)的核心是控制算法，它負(fù)責(zé)根據(jù)傳感器提供的信息和預(yù)設(shè)的控制策略，計(jì)算出控制指令并輸出給執(zhí)行機(jī)構(gòu)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)行為的精確控制。沒(méi)有控制算法，僅有傳感器也無(wú)法構(gòu)成一個(gè)有效的控制系統(tǒng)。8.電推進(jìn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，真空環(huán)境不會(huì)對(duì)材料產(chǎn)生特殊影響。（）答案：錯(cuò)誤解析：真空環(huán)境對(duì)材料會(huì)產(chǎn)生一系列特殊影響，主要包括吸氣（材料表面或內(nèi)部捕獲氣體）、出氣（材料釋放氣體）、濺射（空間環(huán)境粒子轟擊材料導(dǎo)致物質(zhì)損失）、材料性能變化（如輻射損傷、脆化）等。這些影響都可能導(dǎo)致材料性能退化或結(jié)構(gòu)失效，因此在電推進(jìn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)必須充分考慮真空環(huán)境對(duì)材料的影響。9.電推進(jìn)系統(tǒng)中的貯電池組設(shè)計(jì)只需要考慮能量密度。（）答案：錯(cuò)誤解析：電推進(jìn)系統(tǒng)中的貯電池組設(shè)計(jì)需要綜合考慮多個(gè)因素，能量密度（單位質(zhì)量或體積存儲(chǔ)的能量）固然重要，因?yàn)樗苯雨P(guān)系到推進(jìn)距離和任務(wù)壽命，但循環(huán)壽命（充放電次數(shù)）、功率密度（瞬間輸出功率能力）、安全性（過(guò)充、過(guò)放、短路時(shí)的安全性）、可靠性和成本等也都是關(guān)鍵的設(shè)計(jì)指標(biāo)。只考