2025年大學本科大一（航空航天工程）飛行器動力系統(tǒng)設計階段測試題及答案

（考試時間：90分鐘滿分100分）班級______姓名______第I卷（選擇題共30分）答題要求：本卷共6小題，每小題5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.以下關于飛行器動力系統(tǒng)中燃氣渦輪發(fā)動機的說法，正確的是（）A.渦輪噴氣發(fā)動機主要由進氣道、壓氣機、燃燒室、渦輪和尾噴管組成B.渦輪螺旋槳發(fā)動機中渦輪輸出的功率全部用于驅動螺旋槳C.渦輪風扇發(fā)動機的風扇是由渦輪直接帶動的D.渦輪軸發(fā)動機主要用于大型客機答案：A2.對于飛行器動力系統(tǒng)的推進效率，下列表述正確的是（）A.推進效率與飛行器速度無關B.推進效率越高，動力系統(tǒng)的能量利用率越低C.推進效率是指飛行器獲得的推進功率與發(fā)動機輸出的熱功率之比D.推進效率只取決于發(fā)動機的類型答案：C3.飛行器動力系統(tǒng)中，關于燃燒室的作用，錯誤的是（）A.使燃油與空氣充分混合并燃燒B.將燃燒產(chǎn)生的熱能轉化為燃氣的動能C.保證燃燒過程穩(wěn)定且高效D.降低燃氣的溫度答案：D4.以下哪種發(fā)動機不屬于空氣噴氣發(fā)動機（）A.沖壓發(fā)動機B.火箭發(fā)動機C.渦輪噴氣發(fā)動機D.渦輪風扇發(fā)動機答案：B5.在飛行器動力系統(tǒng)設計中，考慮發(fā)動機的推重比時，推重比越大意味著（）A.發(fā)動機結構越復雜B.發(fā)動機性能越差C.飛行器的加速性能和爬升性能越好D.發(fā)動機的燃油經(jīng)濟性越高答案：C6.對于飛行器動力系統(tǒng)中的進氣道，其主要作用不包括（）A.收集空氣并引導其進入發(fā)動機B.對空氣進行增壓C.保證進入發(fā)動機的空氣具有合適的流速和壓力D.降低空氣進入發(fā)動機時的流動損失答案：B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3小題，每空3分。請將答案填寫在題中的橫線上。1.飛行器動力系統(tǒng)中，活塞發(fā)動機的工作循環(huán)包括進氣、壓縮、______和排氣四個過程。答案：做功2.燃氣渦輪發(fā)動機的核心部件是______，它由壓氣機、燃燒室和渦輪組成。答案：燃氣發(fā)生器3.飛行器動力系統(tǒng)的燃油系統(tǒng)主要由燃油箱、燃油泵、燃油濾清器、______和噴油嘴等組成。答案：燃油控制器（二）簡答題（共20分）答題要求：本大題共2小題，每題10分。請簡要回答問題。1.簡述渦輪噴氣發(fā)動機中壓氣機的作用。答案：壓氣機的主要作用是提高進入發(fā)動機的空氣壓力。通過多級壓縮，使空氣壓力升高，為后續(xù)的燃燒和能量轉換創(chuàng)造條件。同時，壓氣機還能增加空氣的密度，有利于燃油更好地與空氣混合燃燒，提高發(fā)動機的效率和推力。2.說明飛行器動力系統(tǒng)設計中需要考慮哪些因素來提高發(fā)動機的燃油經(jīng)濟性。答案：需要考慮優(yōu)化發(fā)動機的燃燒過程，使燃油充分燃燒；提高發(fā)動機的熱效率，減少能量損失；合理設計發(fā)動機的進氣和排氣系統(tǒng)，降低流動損失；采用先進的材料和制造工藝，減輕發(fā)動機重量，降低發(fā)動機自身消耗的能量；優(yōu)化發(fā)動機的控制系統(tǒng)，根據(jù)飛行狀態(tài)實時調整發(fā)動機工作參數(shù)，實現(xiàn)最佳燃油經(jīng)濟性。（三）分析題（共15分）答題要求：本大題共1小題，15分。閱讀材料，然后回答問題。材料：在某新型飛行器動力系統(tǒng)設計中，采用了一種新型的燃燒室結構。該燃燒室通過特殊的設計，使燃油與空氣能夠更均勻地混合，大大提高了燃燒效率。同時，燃燒室的耐熱材料也進行了升級，能夠承受更高的溫度，進一步提高了發(fā)動機的性能。問題：請分析這種新型燃燒室結構對飛行器動力系統(tǒng)性能的提升作用。答案：新型燃燒室結構使燃油與空氣更均勻混合提高了燃燒效率，能釋放更多能量轉化為動力，從而提升發(fā)動機推力。耐熱材料升級可承受更高溫度，一方面能讓燃氣在更高溫度下膨脹做功，增加發(fā)動機輸出功率；另一方面能保證燃燒室在高溫環(huán)境下穩(wěn)定工作，避免因過熱影響發(fā)動機性能，整體提升了飛行器動力系統(tǒng)的性能，包括推力、功率等方面，有利于飛行器更好地完成飛行任務。（四）論述題（共15分）答題要求：本大題共1小題，15分。結合所學知識，論述飛行器動力系統(tǒng)設計中如何平衡發(fā)動機的推力、燃油經(jīng)濟性和可靠性。答案：在飛行器動力系統(tǒng)設計中，平衡發(fā)動機的推力、燃油經(jīng)濟性和可靠性至關重要。對于推力，要通過優(yōu)化發(fā)動機的熱力循環(huán)、增加進氣量等方式來提高。例如采用先進的壓氣機設計，提高空氣增壓比，從而為燃燒提供更多能量，增加推力。燃油經(jīng)濟性方面，可從改進燃燒技術入手，使燃油充分燃燒，減少浪費。像采用高效的燃燒室設計，讓燃油與空氣均勻混合，提高燃燒效率。同時，優(yōu)化發(fā)動機的控制系統(tǒng)，根據(jù)飛行工況實時調整參數(shù)，降低不必要的能耗。對于可靠性，要選用高質量的材料，確保發(fā)動機各部件能承受高溫、高壓等惡劣環(huán)境。加強制造工藝控制，保證部件的精度和質量。還要設計完善的監(jiān)測和維護系統(tǒng)，及時發(fā)現(xiàn)并解決潛在問題，從而實現(xiàn)推力、燃油經(jīng)濟性和可靠性的平衡。（五）設計題（共15分）答題要求：本大題共1小題，15分。請根據(jù)以下要求設計一個簡單的飛行器動力系統(tǒng)。要求：設計一個適用于小型無人機的動力系統(tǒng)，能夠滿足無人機在空中穩(wěn)定飛行2小時左右的要求。請說明選用的發(fā)動機類型、主要部件及其作用，并簡要闡述設計思路。答案：選用電動螺旋槳發(fā)動機。主要部件包括電池、電機、螺旋槳。電池為動力系統(tǒng)提供電能。電機將電能轉化為機械能，驅動螺旋槳轉動。螺旋槳產(chǎn)生推力，推動無人機飛行。設計思路：考慮到小型無人機的重量和飛行時間要求，電動螺旋槳發(fā)動機具有結構簡單、易于控制等優(yōu)點