2025年大學大三（航空航天工程）航天器設計綜合測試試題及答案

（考試時間：90分鐘滿分100分）班級______姓名______第I卷（選擇題共30分）本卷共10小題，每小題3分。在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的。1.航天器設計中，以下哪種軌道類型最適合進行長期的空間觀測任務？A.低地球軌道B.地球同步軌道C.太陽同步軌道D.高橢圓軌道2.航天器的姿態(tài)控制系統(tǒng)主要作用是：A.控制航天器的飛行速度B.調整航天器的軌道高度C.保持航天器的姿態(tài)穩(wěn)定D.實現(xiàn)航天器的軌道轉移3.關于航天器結構設計，下列說法錯誤的是：A.需具備足夠的強度和剛度B.要考慮減輕自身重量C.結構形式應盡量復雜以增加穩(wěn)定性D.需適應空間環(huán)境的各種載荷4.以下哪種推進系統(tǒng)常用于航天器的軌道修正？A.化學推進系統(tǒng)B.電推進系統(tǒng)C.太陽能帆板推進系統(tǒng)D.核能推進系統(tǒng)5.航天器熱控系統(tǒng)的主要目的是：A.保持航天器內部溫度恒定B.調節(jié)航天器表面溫度C.利用熱量發(fā)電D.防止航天器過熱或過冷6.在航天器設計中，光學遙感設備的分辨率主要取決于：A.探測器的尺寸B.光學鏡頭的焦距C.航天器的軌道高度D.以上都是7.航天器通信系統(tǒng)中，常用的頻段是：A.低頻段B.中頻段C.高頻段D.微波頻段8.以下哪種材料常用于航天器的隔熱層？A.金屬材料B.陶瓷材料C.高分子材料D.復合材料9.航天器設計時，考慮微流星體撞擊防護主要是為了：A.保護航天器外觀B.防止儀器設備受損C.減少軌道偏差D.降低通信干擾10.關于航天器電源系統(tǒng)，下列說法正確的是：A.太陽能帆板只能在白天發(fā)電B.蓄電池可隨時提供穩(wěn)定電力C.核能電源具有高能量密度D.燃料電池效率較低第II卷（非選擇題共70分）（一）填空題（共15分，每空3分）1.航天器設計中，常用的軌道參數(shù)包括軌道半長軸、______、軌道傾角等。2.姿態(tài)控制的方式主要有三軸穩(wěn)定和______。3.航天器結構的連接方式有焊接、______、鉚接等。4.推進系統(tǒng)按照工作原理可分為化學推進、電推進和______。5.熱控系統(tǒng)的主動熱控方法有加熱、______、流體循環(huán)等。（二）簡答題（共20分，每題10分）1.簡述航天器設計中考慮空間環(huán)境因素的重要性及主要空間環(huán)境因素有哪些。2.說明航天器通信系統(tǒng)的主要組成部分及其功能。（三）分析題（共15分）某航天器在設計過程中，發(fā)現(xiàn)其姿態(tài)控制系統(tǒng)存在一定的誤差。請分析可能導致姿態(tài)控制誤差的原因，并提出相應的改進措施。（四）材料分析題（共10分）材料：在航天器設計中，新型復合材料的應用越來越廣泛。例如，一種碳纖維增強復合材料具有高強度、低密度的特點，能夠有效減輕航天器的結構重量，提高其性能。同時，該材料還具有良好的耐溫性和抗輻射性能，適應空間環(huán)境。問題：請分析新型復合材料在航天器設計中的優(yōu)勢，并舉例說明其在結構設計或其他方面的具體應用。（150字左右）（五）設計題（共20分）設計一個小型航天器的軌道轉移方案，要求從低地球軌道轉移到地球同步軌道。說明轉移過程中所需的推進系統(tǒng)類型、軌道調整步驟以及可能遇到的問題和解決方案。（200字左右）答案：1.C2.C3.C4.A5.D6.D7.D8.B9.B10.C填空題答案：1.偏心率2.自旋穩(wěn)定3.螺栓連接4.其他非化學非電推進方式（如太陽能帆板推進等，合理即可）5.制冷簡答題答案：1.重要性：空間環(huán)境對航天器影響巨大，關乎其性能、壽命和安全。主要因素：高真空、強輻射、微流星體撞擊、高低溫交變等。2.組成部分：發(fā)射機、接收機、天線等。功能：發(fā)射機產生并發(fā)射信號；接收機接收并解調信號；天線實現(xiàn)信號的發(fā)射和接收，建立航天器與地面或其他航天器間通信鏈路。分析題答案：原因：傳感器精度不足、控制算法不完善、執(zhí)行機構故障等。改進措施：更換高精度傳感器、優(yōu)化控制算法、定期檢測維護執(zhí)行機構等。材料分析題答案：優(yōu)勢：高強度可承受更大載荷，低密度減輕重量，耐溫抗輻射適應空間環(huán)境。應用：可用于航天器主體結構框架，減輕整體重量，提高性能。設計題答案：推