2025年多旋翼無人機(jī)競賽(理論)考試題庫及答案一、單項(xiàng)選擇題（每題2分，共30題）1.多旋翼無人機(jī)懸停時(shí)，旋翼產(chǎn)生的升力與以下哪項(xiàng)物理量直接平衡？A.空氣阻力B.重力C.旋翼扭矩D.慣性力答案：B2.某四軸無人機(jī)電機(jī)KV值為2300，搭配1045槳（直徑10英寸，螺距4.5英寸），若電池電壓為11.1V（3S），其理論最大轉(zhuǎn)速約為？（KV值定義：每伏特電壓下的空載轉(zhuǎn)速）A.2300×11.1≈25530轉(zhuǎn)/分鐘B.2300×(11.1×0.8)≈20424轉(zhuǎn)/分鐘（考慮效率）C.2300×(11.1/3)≈8470轉(zhuǎn)/分鐘（單節(jié)電壓）D.2300×(11.1×1.2)≈30636轉(zhuǎn)/分鐘（考慮過壓）答案：A3.以下哪種傳感器組合無法實(shí)現(xiàn)無人機(jī)的三維定位？A.GPS+氣壓計(jì)B.視覺里程計(jì)+IMUC.激光雷達(dá)+超聲波D.僅IMU答案：D4.鋰電池放電倍率（C數(shù)）的核心影響是？A.電池容量B.最大持續(xù)放電電流C.電池重量D.充電時(shí)間答案：B5.多旋翼在低速前飛時(shí)，前行槳葉與后行槳葉的升力差異主要由哪種效應(yīng)引起？A.哥氏效應(yīng)B.反流區(qū)效應(yīng)C.槳葉揮舞D.壓縮性效應(yīng)答案：B6.我國《無人駕駛航空器飛行管理暫行條例》規(guī)定，微型無人機(jī)（空機(jī)重量≤0.25kg）在適飛空域內(nèi)飛行時(shí)，是否需要實(shí)名登記？A.需要B.不需要C.視飛行高度而定D.視飛行速度而定答案：B7.PID控制器中，積分（I）環(huán)節(jié)的主要作用是？A.減少穩(wěn)態(tài)誤差B.抑制超調(diào)C.提高響應(yīng)速度D.增強(qiáng)抗干擾能力答案：A8.以下哪種情況會導(dǎo)致多旋翼的“動力冗余度”下降？A.更換更高KV值的電機(jī)B.增加任務(wù)載荷重量C.提升電池放電倍率D.優(yōu)化槳葉氣動效率答案：B9.多機(jī)協(xié)同編隊(duì)飛行時(shí)，最常用的通信協(xié)議是？A.MavlinkB.TCP/IPC.CAN總線D.Zigbee答案：A10.當(dāng)無人機(jī)GNSS信號丟失時(shí)，以下哪種導(dǎo)航方式無法單獨(dú)維持定位？A.視覺SLAMB.慣性導(dǎo)航（INS）C.激光雷達(dá)建圖D.超聲波高度計(jì)答案：B11.多旋翼的“懸停效率”通常用哪個(gè)參數(shù)衡量？A.推重比B.功率載荷（g/W）C.最大爬升率D.抗風(fēng)等級答案：B12.以下哪項(xiàng)不是飛控系統(tǒng)中IMU的組成部分？A.三軸加速度計(jì)B.三軸陀螺儀C.三軸磁羅盤D.氣壓傳感器答案：D13.鋰電池過放保護(hù)的觸發(fā)閾值通常為單節(jié)電壓低于？A.3.0VB.3.7VC.4.2VD.2.5V答案：A14.在山區(qū)飛行時(shí)，無人機(jī)易受“地形波”影響，其主要表現(xiàn)為？A.持續(xù)的垂直氣流波動B.水平風(fēng)速驟增C.電磁干擾增強(qiáng)D.溫度劇烈變化答案：A15.多旋翼的“槳效”（推進(jìn)效率）隨前進(jìn)速度增加的變化趨勢是？A.先上升后下降B.持續(xù)上升C.持續(xù)下降D.基本不變答案：A16.我國管制空域的最低高度層通常為真高？A.50米B.120米C.300米D.500米答案：B17.以下哪種飛控模式下，無人機(jī)無法自主保持位置？A.GPS模式B.姿態(tài)模式C.視覺定位模式D.自動模式答案：B18.無刷電機(jī)的“極對數(shù)”增加會導(dǎo)致？A.KV值升高B.扭矩增大C.轉(zhuǎn)速上限提高D.效率降低答案：B19.多旋翼在雨天飛行時(shí)，最需警惕的安全風(fēng)險(xiǎn)是？A.電池短路B.槳葉結(jié)冰C.飛控過熱D.視覺傳感器失效答案：A20.任務(wù)規(guī)劃中，“轉(zhuǎn)彎半徑”參數(shù)的設(shè)置需考慮無人機(jī)的？A.最大橫向加速度B.電池剩余容量C.任務(wù)載荷重量D.飛手操作習(xí)慣答案：A21.以下哪種干擾源會直接影響無人機(jī)的遙控鏈路？A.高壓輸電線B.地面植被C.溫度變化D.濕度增加答案：A22.多旋翼的“反扭矩”平衡主要通過以下哪種方式實(shí)現(xiàn)？A.對稱布置正反槳B.調(diào)整電機(jī)轉(zhuǎn)速差C.增加尾槳D.飛控主動補(bǔ)償答案：A23.激光雷達(dá)避障系統(tǒng)的主要優(yōu)勢是？A.不受光照影響B(tài).成本低C.探測距離遠(yuǎn)D.抗煙霧能力強(qiáng)答案：A24.無人機(jī)“失控返航”功能觸發(fā)時(shí)，默認(rèn)返航高度通常設(shè)置為？A.低于當(dāng)前飛行高度B.高于最近障礙物高度C.固定50米D.與起飛點(diǎn)海拔相同答案：B25.以下哪項(xiàng)不屬于多旋翼的“動力系統(tǒng)匹配”關(guān)鍵參數(shù)？A.電機(jī)KV值與槳葉尺寸B.電池容量與放電倍率C.飛控PID參數(shù)D.槳葉材質(zhì)與氣動外形答案：C26.在高原地區(qū)飛行時(shí)，由于空氣密度降低，無人機(jī)的最大升力會？A.增加B.減少C.不變D.先增后減答案：B27.多旋翼的“懸停需用功率”與以下哪項(xiàng)成正比？A.重量的1.5次方B.重量的平方C.重量的0.5次方D.重量答案：A28.我國無人機(jī)駕駛員執(zhí)照中，“超視距（BLOS）”等級要求的視距內(nèi)飛行訓(xùn)練小時(shí)數(shù)至少為？A.20小時(shí)B.50小時(shí)C.100小時(shí)D.150小時(shí)答案：B29.當(dāng)無人機(jī)出現(xiàn)“槳葉共振”時(shí)，最直接的表現(xiàn)是？A.飛行速度驟降B.機(jī)身劇烈抖動C.電池溫度升高D.遙控信號中斷答案：B30.多機(jī)協(xié)同任務(wù)中，“時(shí)間同步誤差”會直接影響？A.編隊(duì)隊(duì)形精度B.任務(wù)載荷功率C.電池續(xù)航時(shí)間D.抗干擾能力答案：A二、判斷題（每題1分，共20題）1.多旋翼的“推重比”大于1時(shí)，理論上可以垂直爬升。（√）2.鋰電池的“容量”（mAh）越大，其能量密度一定越高。（×）3.飛控系統(tǒng)中的磁羅盤容易受金屬機(jī)身干擾，需進(jìn)行校準(zhǔn)。（√）4.多旋翼在側(cè)風(fēng)中懸停時(shí)，需通過傾斜機(jī)身產(chǎn)生水平分力抵消風(fēng)阻。（√）5.微型無人機(jī)（≤0.25kg）在任何空域飛行都無需申請飛行計(jì)劃。（×）6.無刷電機(jī)的“相數(shù)”越多，運(yùn)行越平穩(wěn)。（√）7.視覺避障系統(tǒng)在弱光環(huán)境下性能會顯著下降。（√）8.多旋翼的“槳距”（Pitch）越大，相同轉(zhuǎn)速下產(chǎn)生的升力越小。（×）9.無人機(jī)“失控返航”時(shí)，若中途恢復(fù)遙控信號，飛手可手動接管。（√）10.高原飛行時(shí)，為補(bǔ)償升力損失，需降低飛行速度。（×）11.鋰電池的“循環(huán)壽命”是指完全充放電的次數(shù)。（√）12.多旋翼的“軸距”越大，抗風(fēng)穩(wěn)定性越強(qiáng)。（√）13.飛控中的“氣壓計(jì)”主要用于測量相對高度，易受溫度變化影響。（√）14.多機(jī)協(xié)同編隊(duì)的“通信延遲”應(yīng)控制在50ms以內(nèi)，否則可能導(dǎo)致碰撞。（√）15.無刷電機(jī)的“效率”通常隨負(fù)載增加先升后降。（√）16.我國法規(guī)規(guī)定，無人機(jī)飛行時(shí)必須保持與人群的水平距離不小于50米。（√）17.多旋翼的“槳葉揮舞”是由哥氏力和升力差共同引起的。（√）18.電池“放電截止電壓”是指允許的最低放電電壓，低于此值會損壞電池。（√）19.飛控中的“卡爾曼濾波”主要用于融合多傳感器數(shù)據(jù)，提高定位精度。（√）20.多旋翼在“姿態(tài)模式”下，飛手操作的是角度指令，而非直接控制電機(jī)轉(zhuǎn)速。（√）三、簡答題（每題5分，共10題）1.簡述多旋翼無人機(jī)“動力系統(tǒng)匹配”的核心原則。答案：需滿足推重比（總推力/總重量）≥1.5（常規(guī)任務(wù)）或≥2（特技任務(wù)）；電機(jī)KV值與槳葉尺寸匹配（大槳配低KV，小槳配高KV）；電池放電倍率（C數(shù)）≥電機(jī)最大電流×電機(jī)數(shù)量/電池容量（Ah）；功率載荷（重量/總功率）≥8-12g/W（高效懸停）。2.解釋“飛控系統(tǒng)的校準(zhǔn)流程”中，磁羅盤校準(zhǔn)和IMU校準(zhǔn)的目的及區(qū)別。答案：磁羅盤校準(zhǔn)用于消除機(jī)身金屬部件或電子設(shè)備對磁場的干擾，確保航向角測量準(zhǔn)確；IMU校準(zhǔn)用于補(bǔ)償加速度計(jì)和陀螺儀的零偏誤差及標(biāo)度因數(shù)誤差，確保姿態(tài)角計(jì)算精度。前者依賴環(huán)境磁場，需在無強(qiáng)磁干擾區(qū)域完成；后者依賴重力場，需在水平、垂直等多姿態(tài)下采集數(shù)據(jù)。3.說明多旋翼在“GPS模式”和“視覺定位模式”下的定位原理及適用場景。答案：GPS模式通過GNSS信號獲取絕對位置（經(jīng)緯度、高度），依賴衛(wèi)星可見性，適用于開闊無遮擋環(huán)境；視覺定位模式通過攝像頭拍攝地面紋理，結(jié)合光流算法或SLAM技術(shù)計(jì)算相對位移，依賴地面紋理（無反光、無重復(fù)圖案），適用于室內(nèi)、GNSS信號弱（如樹下）或需要高精度相對定位的場景。4.分析鋰電池在低溫環(huán)境下（-10℃）的性能變化及應(yīng)對措施。答案：低溫下鋰電池內(nèi)阻增大，放電容量下降（約30%-50%），放電平臺電壓降低，可能導(dǎo)致無人機(jī)動力不足或提前觸發(fā)低電量保護(hù)。應(yīng)對措施：使用低溫鋰電池（如添加特殊電解液）；飛行前預(yù)熱電池（保溫袋、加熱貼）；縮短單次飛行時(shí)間；降低飛行負(fù)載（減少任務(wù)功耗）。5.簡述多旋翼“槳葉失速”的成因及表現(xiàn)。答案：當(dāng)槳葉迎角超過臨界值（約15°-20°）時(shí)，氣流分離導(dǎo)致升力驟降、阻力劇增，即為失速。表現(xiàn)為：機(jī)身抖動加劇，升力不足導(dǎo)致高度下降，電機(jī)電流異常升高（試圖補(bǔ)償升力），嚴(yán)重時(shí)可能進(jìn)入“渦環(huán)狀態(tài)”（下降率與下洗氣流相互作用，無法改出）。6.我國無人機(jī)法規(guī)對“適飛空域”的定義及飛行要求有哪些？答案：適飛空域?yàn)檎娓?20米以下的管制空域以外的區(qū)域；微型無人機(jī)（≤0.25kg）無需實(shí)名登記，無需執(zhí)照；輕型無人機(jī)（0.25kg＜空機(jī)≤4kg）需實(shí)名登記，視距內(nèi)飛行（≤500米半徑、≤120米高）無需執(zhí)照，超視距需駕駛員執(zhí)照；飛行前需通過UOM（無人機(jī)綜合監(jiān)管服務(wù)平臺）報(bào)備飛行計(jì)劃，避開機(jī)場凈空區(qū)、軍事管理區(qū)等禁飛區(qū)。7.解釋“PID控制器中D（微分）環(huán)節(jié)”的作用及參數(shù)過大/過小的影響。答案：D環(huán)節(jié)對誤差變化率（Δe/Δt）響應(yīng)，抑制超調(diào)，提高系統(tǒng)穩(wěn)定性。參數(shù)過大：會放大高頻噪聲，導(dǎo)致系統(tǒng)抖動；參數(shù)過?。簾o法有效抑制超調(diào)，響應(yīng)速度慢，動態(tài)性能差。8.多機(jī)協(xié)同編隊(duì)飛行時(shí)，需解決哪些關(guān)鍵技術(shù)問題？答案：（1）時(shí)間同步：確保各機(jī)動作一致（誤差≤10ms）；（2）通信抗干擾：采用跳頻、擴(kuò)頻技術(shù)避免鏈路阻塞；（3）相對定位：通過UWB（超寬帶）或視覺協(xié)同實(shí)現(xiàn)厘米級相對位置測量；（4）沖突檢測與規(guī)避：基于規(guī)則或優(yōu)化算法調(diào)整飛行路徑；（5）任務(wù)分配：根據(jù)各機(jī)剩余電量、載荷能力動態(tài)分配目標(biāo)點(diǎn)。9.分析多旋翼在“高速前飛”時(shí)的氣動特性變化。答案：前飛時(shí)，前行槳葉（與飛行方向同向）相對氣流速度增加，升力增大；后行槳葉（反向）相對速度降低，可能進(jìn)入反流區(qū)（氣流從槳葉后緣流入），升力減小。為平衡升力差，槳葉通過揮舞運(yùn)動（前行槳葉上揮、后行槳葉下?lián)]）調(diào)整有效迎角；同時(shí)，機(jī)身需前傾產(chǎn)生水平推力，導(dǎo)致誘導(dǎo)阻力增加，需用功率上升。10.簡述無人機(jī)“應(yīng)急處置流程”中，面對“電池低電量告警”的操作步驟。答案：（1）立即終止非必要任務(wù)（如停止拍照、降低載荷功耗）；（2）切換至經(jīng)濟(jì)飛行模式（降低速度、高度）；（3）計(jì)算剩余電量能否返航（需預(yù)留20%電量作為安全冗余）；（4）若無法返航，選擇最近的平坦空曠區(qū)域（避開人群、建筑物）實(shí)施迫降；（5）迫降前降低高度至5-10米，緩慢下降減少沖擊；（6）著陸后立即關(guān)閉電源，檢查電池狀態(tài)。四、綜合分析題（每題10分，共2題）1.某測繪任務(wù)需在峽谷環(huán)境（兩側(cè)山體高度150米，寬度80米）使用多旋翼無人機(jī)拍攝正射影像，飛行高度設(shè)計(jì)為100米（真高），速度5m/s。飛行中突遇持續(xù)側(cè)風(fēng)（風(fēng)速8m/s，方向垂直峽谷走向），請分析可能出現(xiàn)的風(fēng)險(xiǎn)及應(yīng)對策略。答案：風(fēng)險(xiǎn)分析：（1）側(cè)風(fēng)導(dǎo)致無人機(jī)需大幅傾斜機(jī)身產(chǎn)生水平分力，可能超出飛控姿態(tài)控制范圍（最大傾斜角通?！?0°），引發(fā)失穩(wěn)；（2）峽谷內(nèi)氣流復(fù)雜，可能出現(xiàn)“狹管效應(yīng)”（風(fēng)速增強(qiáng)）或渦流（山體背風(fēng)面），加劇姿態(tài)波動；（3）側(cè)風(fēng)會增加飛行阻力，導(dǎo)致電機(jī)功率需求上升，電池耗電加快，可能提前觸發(fā)低電量保護(hù)；（4）GPS信號可能受山體遮擋（多徑效應(yīng)），定位精度下降，影響航點(diǎn)執(zhí)行準(zhǔn)確性。應(yīng)對策略：（1）降低飛行速度至3-4m/s，減少相對風(fēng)速，降低姿態(tài)傾斜角；（2）調(diào)整飛行高度至峽谷頂部（150米以上）避開狹管效應(yīng)，但需注意是否進(jìn)入管制空域（真高120米為限）；（3）啟用飛控的“風(fēng)場補(bǔ)償”功能（通過IMU和空速計(jì)估計(jì)風(fēng)速，自動調(diào)整電機(jī)轉(zhuǎn)速）；（4）縮短單次航線段