2025年航空宇航工程考研飛行力學(xué)沖刺試卷（附答案）考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每小題2分，共20分。請(qǐng)將正確選項(xiàng)的字母填在題后的括號(hào)內(nèi)）1.飛行力學(xué)中，描述物體相對(duì)于地面靜止或運(yùn)動(dòng)的參考坐標(biāo)系是（）。A.機(jī)體坐標(biāo)系B.風(fēng)軸坐標(biāo)系C.地軸坐標(biāo)系D.彈道坐標(biāo)系2.在飛行力學(xué)中，氣動(dòng)力和慣性力的合成稱為（）。A.運(yùn)動(dòng)方程B.平衡方程C.穩(wěn)定性方程D.控制方程3.飛機(jī)在水平直線勻速平飛時(shí)，作用在其上的總空氣動(dòng)力（）。A.大于重力B.小于重力C.等于重力D.方向豎直向上，大小等于推力減去阻力4.飛機(jī)在保持高度和速度不變的情況下，減小飛行馬赫數(shù)，其總空氣動(dòng)力將（）。A.增加B.減小C.不變D.無法確定5.通常情況下，飛機(jī)的最大上升角發(fā)生在（）。A.最小推力速度B.最小飛行速度C.航空速度D.大于失速速度但小于最小推力速度6.飛機(jī)繞其重心的微小擾動(dòng)運(yùn)動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)微分方程是（）。A.非線性的B.線性的C.非定常的D.非剛體的7.關(guān)于飛機(jī)縱向穩(wěn)定性的描述，錯(cuò)誤的是（）。A.上反角有助于提高縱向穩(wěn)定性B.后掠角有助于提高縱向穩(wěn)定性C.垂直尾翼面積越大，縱向穩(wěn)定性越強(qiáng)D.升升力面面積越大，縱向穩(wěn)定性越強(qiáng)8.飛機(jī)在水平直線勻速平飛時(shí)，舵面偏轉(zhuǎn)產(chǎn)生的氣動(dòng)力矩主要影響（）。A.縱向運(yùn)動(dòng)B.橫向運(yùn)動(dòng)C.航跡運(yùn)動(dòng)D.穩(wěn)定性9.飛機(jī)在保持高度和速度不變的情況下，增大飛行馬赫數(shù)，其升力系數(shù)通常會(huì)（）。A.增加B.減小C.不變D.先增加后減小10.飛行力學(xué)中，描述飛機(jī)繞其重心的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的是（）。A.質(zhì)心運(yùn)動(dòng)學(xué)方程B.質(zhì)心動(dòng)力學(xué)方程C.繞質(zhì)心運(yùn)動(dòng)方程D.大氣飛行力學(xué)方程二、填空題（每小題2分，共20分。請(qǐng)將答案填在題后的橫線上）1.飛機(jī)在轉(zhuǎn)彎做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，其總空氣動(dòng)力與重力的合力指向_________，大小提供向心力。2.飛機(jī)在上升/下降過程中，除了重力和推力，還受到_________的影響。3.飛機(jī)做小擾動(dòng)運(yùn)動(dòng)時(shí)，如果運(yùn)動(dòng)方程的特征值實(shí)部均為負(fù)，則飛機(jī)在該狀態(tài)附近是_________的。4.飛機(jī)的縱向穩(wěn)定性通常用_________來衡量，其值為正時(shí)表示飛機(jī)具有縱向穩(wěn)定性。5.飛機(jī)在平飛時(shí)，升力主要用于克服_________。6.飛機(jī)在最小飛行速度平飛時(shí)，其升力系數(shù)和阻力系數(shù)都處于_________狀態(tài)。7.飛機(jī)在爬升過程中，其飛行軌跡線與水平線的夾角稱為_________。8.飛機(jī)在失速速度以下飛行時(shí)，其機(jī)翼表面氣流會(huì)出現(xiàn)_________現(xiàn)象。9.飛機(jī)舵面偏轉(zhuǎn)產(chǎn)生的滾轉(zhuǎn)力矩，使其繞_________軸產(chǎn)生滾轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。10.飛行力學(xué)中，研究飛行器在無推力情況下的運(yùn)動(dòng)規(guī)律屬于_________范疇。三、計(jì)算題（共50分。請(qǐng)寫出詳細(xì)的計(jì)算過程和結(jié)果）1.（10分）一架飛機(jī)在標(biāo)準(zhǔn)大氣中以Ma=0.8，H=3000m高度做水平直線勻速平飛，已知飛機(jī)的機(jī)翼面積為S=30m2，翼型升力系數(shù)為Cl=1.2，空氣密度為ρ=1.225kg/m3。求此時(shí)飛機(jī)受到的總空氣動(dòng)力大小。2.（15分）某飛機(jī)在水平直線勻速平飛時(shí)的質(zhì)量為m=5000kg，速度為V=200m/s，飛行高度為H=1000m。此時(shí)飛機(jī)受到的升力L=60000N，阻力D=15000N。求：（1）飛機(jī)受到的重力大??；（2）飛機(jī)受到的推力大小。3.（15分）一架飛機(jī)在水平直線勻速平飛時(shí)處于縱向穩(wěn)定狀態(tài)，其迎角為α=2°。當(dāng)迎角略微增加到α+dα=2.1°時(shí)，測(cè)得升力系數(shù)變化量為dCl=0.15。已知機(jī)翼面積S=25m2，飛機(jī)質(zhì)量m=4000kg，飛行速度V=250m/s，空氣密度ρ=1.225kg/m3。求該飛機(jī)的縱向靜穩(wěn)定性導(dǎo)數(shù)Cmα。4.（10分）一架飛機(jī)在標(biāo)準(zhǔn)大氣中以速度V=180m/s在高度H=6000m處做半徑R=5000m的勻速轉(zhuǎn)彎。求此時(shí)飛機(jī)的轉(zhuǎn)彎坡度γ和所需的總空氣動(dòng)力大小。（假設(shè)飛機(jī)只受重力和總空氣動(dòng)力作用）四、簡(jiǎn)答題（共10分。請(qǐng)簡(jiǎn)要回答下列問題）1.簡(jiǎn)述飛機(jī)在平飛、上升和下降三種典型飛行狀態(tài)下，作用在其上的主要力和力矩平衡關(guān)系。試卷答案一、選擇題1.C2.B3.C4.B5.D6.B7.D8.B9.B10.C二、填空題1.圓心2.地心引力（或重力）3.穩(wěn)定4.升致度（或靜穩(wěn)定性導(dǎo)數(shù)Cmα）5.重力6.極小值7.爬升角8.分離9.橫滾10.無推力飛行力學(xué)（或自由飛行）三、計(jì)算題1.解：飛機(jī)總空氣動(dòng)力等于升力與阻力之和。由于平飛時(shí)升力等于重力，且升力L=0.5*ρ*V2*S*Cl。首先計(jì)算升力：L=0.5*1.225kg/m3*(200m/s)2*30m2*1.2=43560N?？偪諝鈩?dòng)力D=L+0.5*ρ*V2*S*Cd。需要求出阻力系數(shù)Cd。平飛時(shí)D=L，所以Cd=Cl*2=1.2*2=2.4?？偪諝鈩?dòng)力D=0.5*1.225kg/m3*(200m/s)2*30m2*2.4=87120N。答：飛機(jī)受到的總空氣動(dòng)力大小為87120N。2.解：（1）飛機(jī)在水平直線勻速平飛時(shí)處于平衡狀態(tài)，豎直方向受力平衡，升力L等于重力G。G=L=60000N。答：飛機(jī)受到的重力大小為60000N。（2）水平方向受力平衡，推力T等于阻力D。T=D=15000N。答：飛機(jī)受到的推力大小為15000N。3.解：縱向靜穩(wěn)定性導(dǎo)數(shù)Cmα定義為機(jī)翼升力系數(shù)變化率與迎角變化率的比值，即Cmα=dCm/dα。在小擾動(dòng)分析中，Cmα≈ΔCm/Δα。ΔCm=dCm=Cm(α+dα)-Cm(α)≈Cmα*dα。升力系數(shù)變化量dCl=(L(α+dα)-L(α))/(0.5*ρ*V2*S)≈Cl*dα。所以Cl*dα≈Cmα*dα。Cmα=Cl。Cmα=0.15/(2.1°-2°)=0.15/0.1°=0.15/(0.1*π/180)rad/°=0.15/(π/1800)=0.15*1800/π=540/π≈171.89。答：該飛機(jī)的縱向靜穩(wěn)定性導(dǎo)數(shù)Cmα約為171.89。4.解：飛機(jī)做勻速轉(zhuǎn)彎時(shí)，其加速度為向心加速度a_c=V2/R。由牛頓第二定律，水平方向合力提供向心力?？偪諝鈩?dòng)力T的水平分量（即側(cè)向力Y）提供向心力。Y=m*a_c=m*V2/R=4000kg*(180m/s)2/5000m=4000*32400/5000=12960000/5000=2588N。轉(zhuǎn)彎坡度γ是總空氣動(dòng)力T與重力G的合力與水平線的夾角。tan(γ)=Y/G。G=m*g=4000kg*9.8m/s2=39200N。tan(γ)=2588N/39200N≈0.06603。γ=arctan(0.06603)≈3.77°?？偪諝鈩?dòng)力T的大小T=sqrt(G2+Y2)=sqrt((39200N)2+(2588N)2)=sqrt(1536640000+6700744)=sqrt(1543340744)≈39291.7N。答：飛機(jī)的轉(zhuǎn)彎坡度γ約為3.77°，所需的總空氣動(dòng)力大小約為39291.7N。四、簡(jiǎn)答