2025年高職火箭發(fā)動(dòng)機(jī)制造與試驗(yàn)技術(shù)（發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)）期末試題

（考試時(shí)間：90分鐘滿分100分）班級(jí)______姓名______第I卷（選擇題，共30分）答題要求：本卷共10小題，每小題3分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的。請(qǐng)將正確答案的序號(hào)填在括號(hào)內(nèi)。1.火箭發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)中，用于測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)推力的儀器是（）A.壓力傳感器B.應(yīng)變片C.推力傳感器D.加速度計(jì)2.在發(fā)動(dòng)機(jī)熱試車過程中，監(jiān)測(cè)燃?xì)鉁囟鹊闹饕康氖牵ǎ〢.評(píng)估發(fā)動(dòng)機(jī)性能B.防止發(fā)動(dòng)機(jī)過熱C.優(yōu)化燃燒效率D.以上都是3.火箭發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的核心部件是（）A.傳感器B.數(shù)據(jù)采集卡C.計(jì)算機(jī)D.顯示設(shè)備4.發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)中，測(cè)量推進(jìn)劑流量的常用方法是（）A.容積法B.質(zhì)量法C.體積法D.密度法5.對(duì)于火箭發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)中的噪聲測(cè)試，主要是為了檢測(cè)（）A.發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行穩(wěn)定性B.聲學(xué)環(huán)境影響C.發(fā)動(dòng)機(jī)部件磨損D.燃燒過程噪聲6.在發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)臺(tái)架上，用于支撐發(fā)動(dòng)機(jī)并使其能夠平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)的裝置是（）A.支架B.基座C.減震器D.聯(lián)軸器7.火箭發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)中，模擬高空環(huán)境的主要參數(shù)是（）A.壓力和溫度B.濕度和風(fēng)速C.氣壓和氧氣含量D.以上全是8.發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)時(shí)，測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)的傳感器通常安裝在（）A.發(fā)動(dòng)機(jī)外殼B.燃燒室C.噴管D.支撐結(jié)構(gòu)9.在火箭發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理中，用于消除噪聲干擾的方法是（）A.濾波B.插值C.擬合D.積分10.發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)中，評(píng)估發(fā)動(dòng)機(jī)比沖性能的關(guān)鍵參數(shù)是（）A.推力和推進(jìn)劑質(zhì)量B.總沖和推進(jìn)劑質(zhì)量C.燃燒時(shí)間和推進(jìn)劑質(zhì)量D.推力和燃燒時(shí)間第II卷（非選擇題，共70分）二、填空題（共15分）答題要求：本大題共5小題，每小題3分。請(qǐng)將答案填寫在橫線上。1.火箭發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)的主要目的是驗(yàn)證發(fā)動(dòng)機(jī)的性能、可靠性和______。2.發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)中常用的壓力測(cè)量單位有帕斯卡、______和毫米汞柱。3.推進(jìn)劑流量測(cè)量的精度直接影響發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)結(jié)果的______。4.火箭發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)臺(tái)架的設(shè)計(jì)要考慮發(fā)動(dòng)機(jī)的安裝、支撐、______和測(cè)試設(shè)備的布置。5.在發(fā)動(dòng)機(jī)熱試車過程中，需要密切監(jiān)測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)的______、壓力、溫度等參數(shù)。三、簡(jiǎn)答題（共20分）答題要求：本大題共4小題，每小題5分。簡(jiǎn)要回答問題。1.簡(jiǎn)述火箭發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)中推力測(cè)量的原理。2.說明發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)中數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的組成及各部分作用。3.為什么在火箭發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)中要模擬高空環(huán)境？4.列舉發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)中常見的故障及可能原因。四、材料分析題（共15分）答題要求：閱讀以下材料，回答問題。材料：在一次火箭發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)中，記錄了發(fā)動(dòng)機(jī)在不同工況下的推力、推進(jìn)劑流量和比沖數(shù)據(jù)。試驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn)，隨著推進(jìn)劑流量的增加，推力有所上升，但比沖卻出現(xiàn)了下降趨勢(shì)。問題1：請(qǐng)分析比沖下降的可能原因。（5分）問題2：針對(duì)比沖下降的情況，提出可能的改進(jìn)措施。（5分）問題3：從試驗(yàn)數(shù)據(jù)中，如何評(píng)估發(fā)動(dòng)機(jī)在不同工況下的性能變化？（5分）五、綜合應(yīng)用題（共20分）答題要求：本大題共2小題，每小題10分。結(jié)合所學(xué)知識(shí)，解決實(shí)際問題。1.已知某火箭發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)中，測(cè)得推力為F=1000kN，推進(jìn)劑質(zhì)量流量為m_dot=50kg/s，燃燒時(shí)間為t=100s。計(jì)算該發(fā)動(dòng)機(jī)的總沖和比沖，并分析其性能水平。2.在發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)臺(tái)架設(shè)計(jì)中，需要考慮發(fā)動(dòng)機(jī)的安裝和支撐。假設(shè)發(fā)動(dòng)機(jī)質(zhì)量為M=5000kg，要求臺(tái)架能夠承受發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的最大振動(dòng)加速度為a=10g（g為重力加速度）。設(shè)計(jì)一種合理的支撐結(jié)構(gòu)，并說明其設(shè)計(jì)依據(jù)。答案：一、選擇題1.C2.D3.B4.B5.A6.B7.D8.A9.A10.B二、填空題1.優(yōu)化設(shè)計(jì)2.工程大氣壓3.準(zhǔn)確性4.連接5.振動(dòng)三、簡(jiǎn)答題1.推力測(cè)量通常利用牛頓第二定律，通過測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的力使測(cè)力裝置產(chǎn)生的變形或加速度來計(jì)算推力。2.數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)由傳感器、數(shù)據(jù)采集卡、計(jì)算機(jī)及軟件組成。傳感器采集物理量，數(shù)據(jù)采集卡將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)和處理數(shù)據(jù)，軟件實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、分析和顯示等功能。3.模擬高空環(huán)境可研究發(fā)動(dòng)機(jī)在不同氣壓、溫度等條件下的性能，評(píng)估其在實(shí)際飛行中的工作情況，確保發(fā)動(dòng)機(jī)在各種環(huán)境下可靠運(yùn)行。4.常見故障如推力不足可能是推進(jìn)劑供應(yīng)問題或燃燒不充分；振動(dòng)過大可能是發(fā)動(dòng)機(jī)安裝不平衡或部件損壞等；溫度異?？赡苁抢鋮s系統(tǒng)故障或燃燒異常。四、材料分析題1.比沖下降可能是由于推進(jìn)劑燃燒效率降低，導(dǎo)致部分能量未有效轉(zhuǎn)化為推力，或者是燃燒過程中產(chǎn)生了過多的熱量損失，影響了能量利用效率。2.改進(jìn)措施可包括優(yōu)化燃燒室內(nèi)的燃燒組織，提高推進(jìn)劑與氧化劑的混合均勻性；改進(jìn)噴管設(shè)計(jì)，提高能量轉(zhuǎn)換效率；加強(qiáng)發(fā)動(dòng)機(jī)的隔熱措施，減少熱量損失。3.通過對(duì)比不同工況下的推力、推進(jìn)劑流量和比沖數(shù)據(jù)，可以分析發(fā)動(dòng)機(jī)性能隨工況的變化趨勢(shì)。如推力上升說明發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的動(dòng)力增強(qiáng)，比沖下降則反映能量利用效率的變化，從而綜合評(píng)估發(fā)動(dòng)機(jī)在不同工況下的性能優(yōu)劣。五、綜合應(yīng)用題1.總沖I=F×t=1000×1000×100=1×10^8N·s。比沖Isp=I/m_dot=(1×10^8)/(50×100)=二、填空題1.優(yōu)化設(shè)計(jì)2.工程大氣壓3.準(zhǔn)確性4.連接5.振動(dòng)三、簡(jiǎn)答題1.推力測(cè)量通常利用牛頓第二定律，通過測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的力使測(cè)力裝置產(chǎn)生的變形或加速度來計(jì)算推力。2.數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)由傳感器、數(shù)據(jù)采集卡、計(jì)算機(jī)及軟件組成。傳感器采集物理量，數(shù)據(jù)采集卡將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)和處理數(shù)據(jù)，軟件實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、分析和顯示等功能。3.模擬高空環(huán)境可研究發(fā)動(dòng)機(jī)在不同氣壓、溫度等條件下的性能，評(píng)估其在實(shí)際飛行中的工作情況，確保發(fā)動(dòng)機(jī)在各種環(huán)境下可靠運(yùn)行。4.常見故障如推力不足可能是推進(jìn)劑供應(yīng)問題或燃燒不充分；振動(dòng)過大可能是發(fā)動(dòng)機(jī)安裝不平衡或部件損壞等；溫度異?？赡苁抢鋮s系統(tǒng)故障或燃燒異常。四、材料分析題1.比沖下降可能是由于推進(jìn)劑燃燒效率降低，導(dǎo)致部分能量未有效轉(zhuǎn)化為推力，或者是燃燒過程中產(chǎn)生了過多的熱量損失，影響了能量利用效率。2.改進(jìn)措施可包括優(yōu)化燃燒室內(nèi)的燃燒組織，提高推進(jìn)劑與氧化劑的混合均勻性；改進(jìn)噴管設(shè)計(jì)，提高能量轉(zhuǎn)換效率；加強(qiáng)發(fā)動(dòng)機(jī)的隔熱措施，減少熱量損失。3.通過對(duì)比不同工況下的推力、推進(jìn)劑流量和比沖數(shù)據(jù)，可以分析發(fā)動(dòng)機(jī)性能隨工況的變化趨勢(shì)。如推力上升說明發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的動(dòng)力增強(qiáng)，比沖下降則反映能量利用效率的變化，從而綜合評(píng)估發(fā)動(dòng)機(jī)在不同工況下的性能優(yōu)劣。五、綜合應(yīng)用題1.總沖I=F×t=1000×1000×100=1×10^8N·s。比沖Isp=I/m_dot=(1×10^8)/(50×100)=2000s。該發(fā)動(dòng)機(jī)比沖較高，說明能量利用效率較好，但具體性能還需與同類發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)比評(píng)估。2.支撐結(jié)構(gòu)可采用多個(gè)高強(qiáng)度彈簧減震器均勻分布在發(fā)動(dòng)機(jī)底部。設(shè)計(jì)依據(jù)是根據(jù)牛頓第二定律，發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)的慣性力F=M×a=5000×10×9.8=490000N。彈簧減震器可通過合理設(shè)計(jì)彈簧剛度和阻尼，有效吸收發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)能量，確保臺(tái)架能承受此慣性力，保障發(fā)動(dòng)機(jī)平穩(wěn)運(yùn)行。2000s。該發(fā)動(dòng)機(jī)比沖較高，說明能