2025年大學(xué)（航空航天工程）航天器設(shè)計(jì)基礎(chǔ)測試題及答案

（考試時(shí)間：90分鐘滿分100分）班級______姓名______第I卷（選擇題，共30分）答題要求：本卷共6題，每題5分。在每題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的。請將正確答案的序號填在括號內(nèi)。1.航天器設(shè)計(jì)中，以下哪種軌道類型最適合進(jìn)行地球同步通信？（）A.低地球軌道B.中地球軌道C.地球靜止軌道D.太陽同步軌道2.航天器姿態(tài)控制系統(tǒng)中，常用的敏感器不包括以下哪種？（）A.陀螺儀B.加速度計(jì)C.星敏感器D.磁強(qiáng)計(jì)3.對于航天器的熱控系統(tǒng)，以下哪種散熱方式在真空中效果最好？（）A.傳導(dǎo)散熱B.對流散熱C.輻射散熱D.蒸發(fā)散熱4.航天器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，為提高結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和剛度，常采用以下哪種結(jié)構(gòu)形式？（）A.桁架結(jié)構(gòu)B.薄壁結(jié)構(gòu)C.蜂窩結(jié)構(gòu)D.框架結(jié)構(gòu)5.以下哪種推進(jìn)系統(tǒng)是目前航天器最常用的？（）A.化學(xué)推進(jìn)系統(tǒng)B.電推進(jìn)系統(tǒng)C.核能推進(jìn)系統(tǒng)D.太陽能推進(jìn)系統(tǒng)6.在航天器設(shè)計(jì)中，考慮到空間環(huán)境的影響，以下哪種材料具有較好的抗輻射性能？（）A.鋁合金B(yǎng).鈦合金C.碳纖維復(fù)合材料D.玻璃纖維復(fù)合材料第II卷（非選擇題，共70分）（一）填空題（共15分）答題要求：本大題共5空，每空3分。請將答案填寫在橫線上。1.航天器的軌道參數(shù)包括軌道半長軸、軌道偏心率、軌道傾角、近地點(diǎn)幅角和______。2.航天器姿態(tài)控制的基本方式有自旋穩(wěn)定、重力梯度穩(wěn)定、______和三軸穩(wěn)定。3.熱控涂層按功能可分為溫控涂層、光學(xué)涂層和______。4.航天器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本原則包括強(qiáng)度要求、剛度要求、______和可靠性要求。5.電推進(jìn)系統(tǒng)主要包括離子推進(jìn)、霍爾推進(jìn)和______。（二）簡答題（共20分）答題要求：本大題共2題，每題10分。簡要回答問題。1.簡述航天器設(shè)計(jì)中軌道選擇的主要考慮因素。2.說明航天器姿態(tài)控制系統(tǒng)的主要組成部分及其作用。（三）材料分析題（共15分）答題要求：閱讀以下材料，回答問題。材料：在航天器設(shè)計(jì)中，某新型航天器采用了一種新型復(fù)合材料結(jié)構(gòu)。這種復(fù)合材料具有高強(qiáng)度重量比、良好的耐腐蝕性和抗疲勞性能。在熱控方面，采用了多層隔熱材料和可變發(fā)射率涂層，有效降低了航天器內(nèi)部的溫度波動。姿態(tài)控制系統(tǒng)采用了先進(jìn)的星敏感器和高精度陀螺儀，實(shí)現(xiàn)了高精度的姿態(tài)控制。問題：請分析該航天器在結(jié)構(gòu)、熱控和姿態(tài)控制方面的設(shè)計(jì)特點(diǎn)及其優(yōu)勢。（四）論述題（共15分）答題要求：本大題共1題，15分。論述航天器設(shè)計(jì)中如何綜合考慮各種因素以確保航天器的性能和可靠性。材料：隨著航天技術(shù)的不斷發(fā)展，航天器的功能越來越復(fù)雜，對其性能和可靠性的要求也越來越高。在設(shè)計(jì)航天器時(shí)，需要考慮眾多因素，如軌道選擇、姿態(tài)控制、熱控、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、推進(jìn)系統(tǒng)等。這些因素相互關(guān)聯(lián)、相互影響，任何一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題都可能影響航天器的整體性能和可靠性。例如，軌道選擇不當(dāng)可能導(dǎo)致航天器無法到達(dá)預(yù)定位置或無法完成任務(wù)；姿態(tài)控制不準(zhǔn)確可能影響航天器的觀測、通信等功能；熱控不良可能導(dǎo)致航天器內(nèi)部溫度過高或過低，影響設(shè)備正常運(yùn)行；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理可能導(dǎo)致航天器在發(fā)射或運(yùn)行過程中出現(xiàn)故障；推進(jìn)系統(tǒng)故障可能使航天器無法按計(jì)劃推進(jìn)或改變軌道。（五）設(shè)計(jì)題（共15分）答題要求：本大題共1題，15分。設(shè)計(jì)一個(gè)簡單的航天器軌道控制系統(tǒng)。要求說明系統(tǒng)的主要組成部分、工作原理和控制策略。答案：第I卷答案：1.C2.B3.C4.C5.A6.B第II卷答案：（一）1.升交點(diǎn)赤經(jīng)2.磁力矩穩(wěn)定3.防靜電涂層4.輕量化要求5.電弧推進(jìn)（二）1.軌道選擇主要考慮因素有任務(wù)需求，如通信、觀測等；軌道壽命，要能滿足任務(wù)時(shí)長；發(fā)射成本，選擇合適軌道降低發(fā)射難度和成本；軌道環(huán)境，包括空間輻射、微重力等影響。2.姿態(tài)控制系統(tǒng)主要組成部分有敏感器，用于測量姿態(tài)；控制器，根據(jù)測量信息計(jì)算控制指令；執(zhí)行機(jī)構(gòu)，執(zhí)行控制指令改變姿態(tài)。敏感器獲取姿態(tài)信息，控制器處理并發(fā)出指令，執(zhí)行機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)姿態(tài)調(diào)整。（三）結(jié)構(gòu)方面采用新型復(fù)合材料，高強(qiáng)度重量比可減輕重量、提高運(yùn)載能力，良好耐腐蝕性和抗疲勞性能保障結(jié)構(gòu)可靠性。熱控采用多層隔熱材料和可變發(fā)射率涂層，有效降低溫度波動，確保設(shè)備正常工作。姿態(tài)控制采用先進(jìn)星敏感器和高精度陀螺儀，實(shí)現(xiàn)高精度姿態(tài)控制，滿足觀測、通信等任務(wù)需求。（四）在航天器設(shè)計(jì)中，綜合考慮各種因素至關(guān)重要。軌道選擇要契合任務(wù)需求，兼顧軌道壽命、發(fā)射成本和環(huán)境。姿態(tài)控制需精準(zhǔn)，確保敏感器、控制器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)協(xié)同工作。熱控要根據(jù)不同部位需求采用合適方式，維持穩(wěn)定溫度。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)遵循強(qiáng)度、剛度、輕量化和可靠性原則。推進(jìn)系統(tǒng)要可靠且滿足任務(wù)要求。各環(huán)節(jié)緊密配合，通過優(yōu)化設(shè)計(jì)和仿真驗(yàn)證，確保航天器性能和可靠性。（五）航天器軌道控制系統(tǒng)主要組成部分包括軌道測量設(shè)備，如雷達(dá)、光學(xué)敏感器等，用于實(shí)時(shí)測量航天器軌道參數(shù)；控制器，接收測量數(shù)據(jù)并計(jì)算控制指令；推進(jìn)系統(tǒng)，