2025年“空天杯”航空航天知識(shí)競(jìng)賽題庫(kù)試題附答案1.（單選）2024年11月，我國(guó)首顆高軌合成孔徑雷達(dá)衛(wèi)星“陸地探測(cè)四號(hào)”01星正式入軌，其軌道高度約為A.350kmB.550kmC.36000kmD.700km答案：C。解析：該星采用地球同步軌道，軌道高度約35786km，取整為36000km。2.（單選）美國(guó)“阿爾忒彌斯”計(jì)劃重返月球的首選著陸區(qū)是月球A.南極B.北極C.風(fēng)暴洋D.危海答案：A。南極存在連續(xù)光照區(qū)和潛在水冰，利于長(zhǎng)期駐留。3.（單選）在標(biāo)準(zhǔn)大氣中，氣溫隨高度增加而升高的層次是A.對(duì)流層B.平流層下部C.平流層上部D.熱層答案：C。平流層上部因臭氧吸收紫外輻射而升溫。4.（單選）某型渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)涵道比為8，則其外涵空氣流量與內(nèi)涵空氣流量之比約為A.1:8B.8:1C.4:1D.1:4答案：B。涵道比定義即外涵流量與內(nèi)涵流量之比。5.（單選）“引力彈弓”效應(yīng)中，探測(cè)器從行星背側(cè)飛越后速度增加的根本原因是A.行星引力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為探測(cè)器動(dòng)能B.行星繞日公轉(zhuǎn)動(dòng)量通過(guò)引力場(chǎng)傳遞給探測(cè)器C.探測(cè)器發(fā)動(dòng)機(jī)短時(shí)工作D.太陽(yáng)引力突然減小答案：B。動(dòng)量交換使探測(cè)器獲得行星繞日速度的增量。6.（單選）國(guó)際空間站每24小時(shí)繞地球約16圈，其軌道傾角為51.6°，主要考慮A.覆蓋南北極科學(xué)實(shí)驗(yàn)需求B.兼顧俄羅斯發(fā)射場(chǎng)緯度C.避開(kāi)范艾倫輻射帶D.減少月球引力擾動(dòng)答案：B。拜科努爾發(fā)射場(chǎng)緯度46°，51.6°傾角可最大化載荷能力。7.（單選）下列材料中，比強(qiáng)度（強(qiáng)度/密度）最高的是A.2024T4鋁合金B(yǎng).Ti6Al4V鈦合金C.T800碳纖維/環(huán)氧D.30CrMnSiA鋼答案：C。T800碳纖維比強(qiáng)度可達(dá)鈦合金的4倍以上。8.（單選）“天問(wèn)三號(hào)”火星采樣返回任務(wù)中，火星起飛上升器需克服的引力勢(shì)能約為地球同等質(zhì)量火箭的A.0.15倍B.0.38倍C.1倍D.2.6倍答案：B?；鹦潜砻嬷亓铀俣?.71m/s2，約為地球0.38倍。9.（單選）當(dāng)飛機(jī)以馬赫數(shù)2.2巡航時(shí)，其激波形成的臨界迎角相比亞音速狀態(tài)A.顯著增大B.顯著減小C.基本不變D.先增后減答案：B。激波誘導(dǎo)附面層分離提前，失速迎角減小。10.（單選）“北斗三號(hào)”系統(tǒng)采用的中圓軌道高度約為A.20200kmB.21528kmC.26560kmD.35786km答案：B。MEO軌道半長(zhǎng)軸26560km，對(duì)應(yīng)軌道高度21528km。11.（單選）在火箭推進(jìn)中，比沖320s的發(fā)動(dòng)機(jī)，其有效排氣速度約為A.3.14km/sB.3.92km/sC.4.25km/sD.2.45km/s答案：A。ve=Isp·g0=320×9.80665≈3.14km/s。12.（單選）“黑障”現(xiàn)象產(chǎn)生的等離子體頻率與下列哪項(xiàng)參數(shù)關(guān)系最密切A.飛行器表面溫度B.飛行速度C.大氣密度D.電磁波頻率答案：B。速度決定激波加熱程度，進(jìn)而影響電子密度。13.（單選）2025年計(jì)劃發(fā)射的“嫦娥七號(hào)”將攜帶的跳躍式著陸器，其跳躍動(dòng)力主要來(lái)源于A.液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)B.壓縮彈簧C.太陽(yáng)能加熱氣體D.可控固體燃?xì)獍l(fā)生器答案：D。采用固體燃?xì)獍l(fā)生器產(chǎn)生可控推力，實(shí)現(xiàn)多次起落。14.（單選）飛機(jī)采用翼梢小翼后，誘導(dǎo)阻力系數(shù)可下降約A.5%B.15%C.30%D.50%答案：B?，F(xiàn)代融合式小翼典型減阻15%左右。15.（單選）在真空環(huán)境中，離子推力器推力大小與A.噴射粒子質(zhì)量流率成正比，與噴射速度無(wú)關(guān)B.噴射速度成正比，與質(zhì)量流率無(wú)關(guān)C.質(zhì)量流率與噴射速度乘積成正比D.質(zhì)量流率與噴射速度平方乘積成正比答案：C。F=?·ve。16.（單選）“機(jī)智號(hào)”火星直升機(jī)旋翼轉(zhuǎn)速約2400rpm，遠(yuǎn)高于地球同類，主要原因是A.火星夜間溫度低，材料強(qiáng)度升高B.火星大氣密度僅地球1%，需更高轉(zhuǎn)速獲得升力C.火星重力小，轉(zhuǎn)速可隨意提高D.太陽(yáng)輻射弱，電機(jī)散熱需求低答案：B。升力公式L=?ρV2SCl，ρ低則V需大幅提高。17.（單選）全球首架使用100%可持續(xù)航空燃料（SAF）跨大西洋航班于2023年11月由哪家航司執(zhí)飛A.英航B.維珍大西洋C.法航D.荷航答案：B。維珍大西洋使用波音787完成倫敦—紐約航班。18.（單選）“騰云工程”空天飛機(jī)二級(jí)中的軌道器采用哪種循環(huán)模式A.火箭基循環(huán)B.渦輪基循環(huán)C.預(yù)冷渦輪火箭（PATR）D.超然沖壓答案：C。預(yù)冷渦輪火箭可兼顧寬速域。19.（單選）在衛(wèi)星姿態(tài)控制中，使用反作用飛輪進(jìn)行偏航機(jī)動(dòng)時(shí)，需同時(shí)卸載的物理量是A.角動(dòng)量B.動(dòng)能C.轉(zhuǎn)動(dòng)慣量D.角加速度答案：A。飛輪飽和后需磁力矩器或推力器卸載角動(dòng)量。20.（單選）“SR72”高超音速偵察機(jī)預(yù)計(jì)采用的動(dòng)力組合為A.渦扇+超燃沖壓B.渦噴+火箭C.雙模態(tài)沖壓D.旋轉(zhuǎn)爆震+渦輪答案：A。渦輪基沖壓組合（TBCC）模式。21.（多選）下列哪些措施可有效降低運(yùn)載火箭跨音速段脈動(dòng)壓力A.采用細(xì)長(zhǎng)錐形頭部B.在整流罩表面開(kāi)設(shè)微孔C.增加頭部倒錐角度D.安裝邊界層轉(zhuǎn)捩帶答案：A、C。細(xì)長(zhǎng)體和倒錐可削弱激波振蕩；微孔和轉(zhuǎn)捩帶用于湍流控制，對(duì)脈壓降低有限。22.（多選）關(guān)于電推進(jìn)系統(tǒng)，以下說(shuō)法正確的是A.霍爾推力器比沖高于離子推力器B.離子推力器需中和器防止航天器帶電C.電弧推力器推力密度最大D.螺旋波推力器使用射頻加速答案：B、C、D?；魻柾屏ζ鞅葲_通常低于離子推力器。23.（多選）飛機(jī)在高原機(jī)場(chǎng)起飛性能下降的原因包括A.空氣密度降低B.發(fā)動(dòng)機(jī)推力減小C.真空速增大D.爬升梯度減小答案：A、B、C、D。四項(xiàng)均正確。24.（多選）“詹姆斯·韋布”空間望遠(yuǎn)鏡的工作軌點(diǎn)L2優(yōu)勢(shì)有A.地球陰影小B.熱環(huán)境穩(wěn)定C.通信距離短D.避免地球紅外輻射干擾答案：B、D。L2距地球150萬(wàn)km，通信距離遠(yuǎn)大于GEO；地球陰影并非主要考慮。25.（多選）以下屬于衛(wèi)星導(dǎo)航三差分技術(shù)的是A.站間差分B.星間差分C.歷元差分D.頻間差分答案：A、B、C。三差分消除整周模糊度。26.（多選）關(guān)于火星大氣進(jìn)入段“傘+傘”減速方案，正確的是A.第一具為盤縫帶傘，第二具為盤縫帶傘B.第一具為超聲速傘，第二具為亞聲速傘C.兩次開(kāi)傘間隔需考慮熱防護(hù)系統(tǒng)溫度D.二次開(kāi)傘動(dòng)壓通常低于500Pa答案：B、C、D。第一具為超聲速盤縫帶傘，第二具為亞聲速環(huán)帆傘。27.（多選）下列屬于主動(dòng)流動(dòng)控制技術(shù)的是A.等離子體激勵(lì)B.合成射流C.渦流發(fā)生器D.后緣襟翼答案：A、B。C、D為被動(dòng)或常規(guī)控制。28.（多選）“嫦娥六號(hào)”月球背面采樣返回任務(wù)面臨的通信挑戰(zhàn)包括A.月球遮擋B.需中繼星支持C.地球站仰角低D.返回艙再入黑障答案：A、B。鵲橋二號(hào)中繼星解決遮擋；再入黑障與背面采樣無(wú)直接關(guān)聯(lián)。29.（多選）關(guān)于超音速商務(wù)機(jī)“爆震”現(xiàn)象，正確的是A.進(jìn)氣道喘振可誘發(fā)B.燃燒室壓力振蕩頻率高于1000HzC.可導(dǎo)致推力瞬時(shí)下降D.采用變幾何進(jìn)氣道可抑制答案：A、C、D。爆震頻率通常低于500Hz。30.（多選）衛(wèi)星熱控設(shè)計(jì)中，下列屬于可變熱阻器件的是A.熱開(kāi)關(guān)B.熱管C.電加熱器D.相變儲(chǔ)能板答案：A。熱開(kāi)關(guān)通過(guò)機(jī)械或磁控改變導(dǎo)熱路徑。31.（判斷）“空天飛機(jī)”再入時(shí)最大熱流點(diǎn)通常出現(xiàn)在頭部駐點(diǎn)，而非翼前緣。答案：錯(cuò)。高超聲速再入時(shí)，翼前緣因大后掠角和三維效應(yīng)，熱流可能超過(guò)頭部。32.（判斷）國(guó)際電信聯(lián)盟（ITU）規(guī)定，地球靜止軌道位置保持精度需優(yōu)于±0.1°。答案：對(duì)。防止頻率干擾。33.（判斷）采用前掠翼布局的飛機(jī)，其失速特性優(yōu)于后掠翼，因翼根先失速。答案：對(duì)。前掠翼氣流自翼根向翼尖流動(dòng)，翼根先失速保證副翼效率。34.（判斷）“引力波”探測(cè)衛(wèi)星“天琴”采用三星編隊(duì)，臂長(zhǎng)10萬(wàn)公里。答案：錯(cuò)。天琴臂長(zhǎng)17萬(wàn)公里。35.（判斷）火箭推進(jìn)劑中添加膠凝劑可顯著降低儲(chǔ)箱晃動(dòng)，但會(huì)小幅降低比沖。答案：對(duì)。膠凝劑增加分子量，導(dǎo)致比沖下降1%–2%。36.（判斷）飛機(jī)在恒定馬赫數(shù)爬升時(shí)，指示空速（IAS）隨高度增加而減小。答案：對(duì)。空氣密度下降，需減小IAS維持相同動(dòng)壓。37.（判斷）“太陽(yáng)帆”推進(jìn)無(wú)需工質(zhì)，其加速度與距離太陽(yáng)距離平方成反比。答案：對(duì)。太陽(yáng)輻射壓與距離平方成反比。38.（判斷）采用翼身融合體（BWB）的民航機(jī)，其橫航向靜穩(wěn)定性通常弱于常規(guī)布局。答案：對(duì)。BWB缺少明顯立尾，需電傳增穩(wěn)。39.（判斷）“鵲橋”中繼星軌道為繞地月L2點(diǎn)的暈軌道，軌道周期約14天。答案：對(duì)。與月球公轉(zhuǎn)周期同步。40.（判斷）火箭級(jí)間分離采用“熱分離”時(shí)，上級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)需在前一級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)機(jī)前點(diǎn)火。答案：對(duì)。利用前級(jí)推力加速燃?xì)馀懦觯档头蛛x沖擊。41.（填空）2025年，我國(guó)“可重復(fù)使用演示驗(yàn)證火箭”計(jì)劃實(shí)現(xiàn)垂直起降，其柵格舵材料為_(kāi)_________，可承受溫度約__________℃。答案：碳纖維增強(qiáng)碳基復(fù)合材料；1800。42.（填空）“SR71”使用的J58發(fā)動(dòng)機(jī)在沖壓模式下，渦輪部分處于__________狀態(tài)，以減小__________損失。答案：風(fēng)車；進(jìn)氣節(jié)流。43.（填空）“嫦娥五號(hào)”返回器再入速度接近__________km/s，采用__________式再入以降低過(guò)載。答案：11；半彈道跳躍。44.（填空）國(guó)際民航組織（ICAO）規(guī)定，飛機(jī)在FL410以上運(yùn)行時(shí)，若座艙失壓，飛行員需在__________秒內(nèi)戴上氧氣面罩。答案：5。45.（填空）“機(jī)智號(hào)”火星直升機(jī)使用的鋰離子電池，夜間需通過(guò)__________進(jìn)行保溫，最低工作溫度約__________℃。答案：二氧化碳相變儲(chǔ)能器；40。46.（填空）“空天飛機(jī)”再入時(shí)，其表面催化復(fù)合反應(yīng)主要發(fā)生在__________材料表面，導(dǎo)致__________加熱額外增加。答案：陶瓷防熱瓦；催化。47.（填空）“北斗”衛(wèi)星使用的銣原子鐘，其頻率穩(wěn)定度日漂移優(yōu)于__________，對(duì)應(yīng)定位誤差約__________米。答案：1×10?1?；0.3。48.（填空）“韋布”望遠(yuǎn)鏡主鏡鍍金層厚度為_(kāi)_________納米，目的是提高_(dá)_________波段反射率。答案：100；紅外。49.（填空）飛機(jī)在最大航程巡航時(shí)，其升阻比需滿足__________等于零的條件，對(duì)應(yīng)迎角約為_(kāi)_________度。答案：d(CD/CL)/dCL；3–4。50.（填空）“長(zhǎng)征五號(hào)”芯一級(jí)使用的液氫泵為_(kāi)_________級(jí)離心泵，出口壓力達(dá)__________MPa。答案：三；8.5。51.（簡(jiǎn)答）說(shuō)明“旋轉(zhuǎn)爆震發(fā)動(dòng)機(jī)”相比傳統(tǒng)沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)在熱循環(huán)效率上的優(yōu)勢(shì)，并指出其技術(shù)瓶頸。答案：旋轉(zhuǎn)爆震以超音速燃燒波連續(xù)旋轉(zhuǎn)，壓縮比可達(dá)15–20，遠(yuǎn)高于沖壓的4–6，理論熱效率提升15%–20%。瓶頸包括：1.爆震室冷卻難，熱流集中；2.燃料與氧化劑快速混合時(shí)間短，需毫秒級(jí)噴射；3.爆震波起爆與駐定控制復(fù)雜，易受邊界層影響；4.高頻壓力振蕩（3–6kHz）導(dǎo)致結(jié)構(gòu)疲勞。52.（簡(jiǎn)答）闡述“月球熔洞”作為人類基地的優(yōu)勢(shì)，并給出兩項(xiàng)工程風(fēng)險(xiǎn)。答案：優(yōu)勢(shì)：1.天然玄武巖洞壁厚達(dá)數(shù)十米，可屏蔽宇宙射線（劑量降低約2/3）與微隕石；2.洞內(nèi)溫差小（±5℃），減少熱控能耗；3.無(wú)需建造龐大防護(hù)結(jié)構(gòu)，降低發(fā)射質(zhì)量。風(fēng)險(xiǎn)：1.洞頂結(jié)構(gòu)完整性未知，可能坍塌；2.洞內(nèi)存在低溫陷阱，水冰升華導(dǎo)致局部壓力升高，需通風(fēng)防爆。53.（簡(jiǎn)答）解釋“飛機(jī)尾渦”的生成機(jī)理，并給出兩條減小尾渦強(qiáng)度的氣動(dòng)措施。答案：尾渦源于翼尖壓力差驅(qū)動(dòng)的繞流，形成反向旋轉(zhuǎn)渦對(duì)，誘導(dǎo)下洗。措施：1.采用翼梢小翼或融合式小翼，削弱渦核強(qiáng)度；2.設(shè)計(jì)非平面機(jī)翼（如梯形+后掠組合），使渦系分散，降低峰值渦量。54.（簡(jiǎn)答）說(shuō)明“衛(wèi)星星座”采用WalkerDelta構(gòu)型的優(yōu)點(diǎn)，并計(jì)算軌道面數(shù)3、每面8顆、相位因子2時(shí)的總衛(wèi)星數(shù)。答案：優(yōu)點(diǎn)：1.全球覆蓋均勻，幾何精度因子（GDOP）變化??；2.衛(wèi)星間相對(duì)運(yùn)動(dòng)固定，便于星間鏈路；3.發(fā)射批次化，降低部署成本。計(jì)算：總衛(wèi)星數(shù)=軌道面數(shù)×每面衛(wèi)星數(shù)=3×8=24顆。55.（簡(jiǎn)答）描述“火箭回收”中“格柵舵”再入控制原理，并給出其最大鉸鏈力矩估算公式。答案：格柵舵通過(guò)舵面偏轉(zhuǎn)改變激波結(jié)構(gòu)，產(chǎn)生非線性氣動(dòng)力，實(shí)現(xiàn)俯仰、偏航、滾轉(zhuǎn)三軸控制。鉸鏈力矩M=?ρv2S·c·Cm，其中Cm為格柵舵力矩系數(shù)（0.02–0.05），S為參考面積，c為平均弦長(zhǎng)，ρ為大氣密度，v為相對(duì)速度。56.（綜合）某型高超音速飛行器采用碳碳復(fù)合材料前緣，再入峰值熱流為15MW/m2，持續(xù)30s。已知材料密度1800kg/m3，比熱容2000J/(kg·K)，表面輻射平衡溫度T=((q/εσ)^0.25)，ε=0.9，σ=5.67×10??W/(m2·K?)。求：（1）平衡溫度；（2）若允許最大溫升1600K，求最小防熱層厚度（忽略內(nèi)熱阻）。答案：（1）T=((15×10?)/(0.9×5.67×10??))^0.25≈2460K。（2）單位面積吸熱Q=q·t=15×10?×30=4.5×10?J/m2；質(zhì)量m=Q/(c·ΔT)=4.5×10?/(2000×1600)=140.6kg/m2；厚度d=m/ρ=140.6/1800≈0.078m=7.8cm。57.（綜合）“嫦娥七號(hào)”跳躍式著陸器質(zhì)量500kg，月面重力1.62m/s2，需從月面躍起50m高，忽略月面阻力，求：（1）最小起飛速度；（2）若發(fā)動(dòng)機(jī)比沖300s，效率90%，求所需推進(jìn)劑質(zhì)量。答案：（1）由v2=2gh，得v=√(2×1.62×50)≈12.7m/s。（2）動(dòng)能Ek=?mv2=0.5×500×12.72≈40325J；考慮效率，化學(xué)能E=Ek/0.9≈44806J；推進(jìn)劑質(zhì)量mp=E/(Isp·g0)=44806/(300×9.80665)≈15.2kg。58.（綜合）某LEO衛(wèi)星軌道高度500km，面質(zhì)比0.05m2/kg，大氣密度按ρ=ρ0exp((hh0)/H)，ρ0=1.2kg/m3，h0=0，H=7.5km。求：（1）軌道衰減半衰期（近似公式t?=0.693H/(Cd·A/m·v·ρ)），Cd=2.2，v=7.6km/s；（2）若采用電推力器補(bǔ)償，推力10mN，需連續(xù)工作多久可維持軌道一年？答案：（1）ρ=1.2×exp(500/7.5)≈1.2×e???.