飛機(jī)性能優(yōu)化評(píng)估試題沖刺卷考試時(shí)長：120分鐘滿分：100分試卷名稱：飛機(jī)性能優(yōu)化評(píng)估試題沖刺卷考核對(duì)象：航空工程專業(yè)學(xué)生、飛機(jī)性能工程師、相關(guān)專業(yè)從業(yè)者題型分值分布：-判斷題（總共10題，每題2分）總分20分-單選題（總共10題，每題2分）總分20分-多選題（總共10題，每題2分）總分20分-案例分析（總共3題，每題6分）總分18分-論述題（總共2題，每題11分）總分22分總分：100分---一、判斷題（每題2分，共20分）1.飛機(jī)升力系數(shù)的增加會(huì)導(dǎo)致阻力系數(shù)必然增加。2.飛機(jī)在最大航程飛行狀態(tài)下，發(fā)動(dòng)機(jī)效率最高。3.飛機(jī)重量增加10%，其燃油消耗率會(huì)線性增加10%。4.飛機(jī)在巡航高度飛行時(shí)，空氣密度減小，升力會(huì)相應(yīng)減小。5.飛機(jī)配平狀態(tài)下的俯仰力矩平衡與升力無關(guān)。6.飛機(jī)機(jī)翼后掠角增大可以提高跨音速飛行的氣動(dòng)效率。7.飛機(jī)在起降階段，發(fā)動(dòng)機(jī)推力可以完全用于克服重力。8.飛機(jī)燃油效率最優(yōu)的飛行速度通常低于最大巡航速度。9.飛機(jī)氣動(dòng)彈性顫振速度與機(jī)翼結(jié)構(gòu)剛度成正比。10.飛機(jī)在逆風(fēng)起降時(shí)，地面滑跑距離會(huì)比順風(fēng)時(shí)更短。二、單選題（每題2分，共20分）1.以下哪種情況下飛機(jī)的升阻比最??？（）A.起飛階段B.巡航階段C.降落階段D.轉(zhuǎn)彎階段2.飛機(jī)在音速附近飛行時(shí)，哪種現(xiàn)象最顯著？（）A.升力驟降B.阻力驟增C.燃油效率最高D.發(fā)動(dòng)機(jī)推力最大3.飛機(jī)重量增加對(duì)升力的影響與以下哪個(gè)因素?zé)o關(guān)？（）A.機(jī)翼面積B.飛行速度C.空氣密度D.發(fā)動(dòng)機(jī)推力4.飛機(jī)在最大航程飛行狀態(tài)下，發(fā)動(dòng)機(jī)工作在哪個(gè)區(qū)域？（）A.最大功率區(qū)B.最大推力區(qū)C.經(jīng)濟(jì)功率區(qū)D.空轉(zhuǎn)區(qū)5.飛機(jī)機(jī)翼后掠角增大主要目的是？（）A.提高亞音速升力B.減小跨音速阻力C.增大機(jī)翼厚度D.減小機(jī)翼重量6.飛機(jī)配平狀態(tài)下的俯仰力矩平衡與以下哪個(gè)因素?zé)o關(guān)？（）A.壓力中心位置B.升力分布C.發(fā)動(dòng)機(jī)推力矢量D.機(jī)翼后掠角7.飛機(jī)在巡航高度飛行時(shí)，空氣密度減小對(duì)升力的影響是？（）A.升力增加B.升力減小C.升力不變D.升力波動(dòng)8.飛機(jī)重量增加對(duì)燃油消耗率的影響是？（）A.線性增加B.指數(shù)增加C.對(duì)數(shù)增加D.不變9.飛機(jī)氣動(dòng)彈性顫振速度與以下哪個(gè)因素成反比？（）A.機(jī)翼剛度B.機(jī)翼質(zhì)量C.空氣密度D.飛行速度10.飛機(jī)在逆風(fēng)起降時(shí)，地面滑跑距離比順風(fēng)時(shí)？（）A.更長B.更短C.相同D.不確定三、多選題（每題2分，共20分）1.飛機(jī)性能優(yōu)化可以從哪些方面進(jìn)行？（）A.減輕結(jié)構(gòu)重量B.提高發(fā)動(dòng)機(jī)效率C.優(yōu)化氣動(dòng)外形D.增加燃油容量E.降低阻力系數(shù)2.飛機(jī)在跨音速飛行時(shí)，主要面臨哪些氣動(dòng)問題？（）A.升力驟降B.阻力驟增C.發(fā)動(dòng)機(jī)超溫D.機(jī)翼抖振E.燃油效率最高3.飛機(jī)重量增加對(duì)性能的影響包括？（）A.升力需求增加B.燃油消耗率增加C.巡航高度降低D.起飛距離增加E.最大航程減小4.飛機(jī)氣動(dòng)外形優(yōu)化可以包括哪些措施？（）A.增加機(jī)翼后掠角B.優(yōu)化翼型設(shè)計(jì)C.減小翼尖面積D.增加機(jī)翼厚度E.減小機(jī)翼展弦比5.飛機(jī)在巡航階段，發(fā)動(dòng)機(jī)效率最高的工作區(qū)域是？（）A.最大功率區(qū)B.經(jīng)濟(jì)功率區(qū)C.空轉(zhuǎn)區(qū)D.最大推力區(qū)E.中等推力區(qū)6.飛機(jī)氣動(dòng)彈性顫振的影響因素包括？（）A.機(jī)翼剛度B.機(jī)翼質(zhì)量C.空氣密度D.飛行速度E.發(fā)動(dòng)機(jī)推力7.飛機(jī)在起降階段，性能優(yōu)化的目標(biāo)包括？（）A.縮短滑跑距離B.提高升力效率C.降低燃油消耗D.增加爬升率E.減小噪音污染8.飛機(jī)在最大航程飛行狀態(tài)下，哪些因素會(huì)影響燃油效率？（）A.飛行速度B.空氣密度C.發(fā)動(dòng)機(jī)效率D.機(jī)翼升阻比E.飛機(jī)重量9.飛機(jī)在跨音速飛行時(shí)，可以采取哪些措施緩解氣動(dòng)問題？（）A.增加機(jī)翼后掠角B.優(yōu)化翼型設(shè)計(jì)C.使用超臨界翼型D.增加機(jī)翼厚度E.減小機(jī)翼展弦比10.飛機(jī)在巡航高度飛行時(shí)，哪些因素會(huì)影響升力？（）A.飛行速度B.空氣密度C.機(jī)翼面積D.升力系數(shù)E.發(fā)動(dòng)機(jī)推力四、案例分析（每題6分，共18分）案例1：某支線飛機(jī)在巡航高度（海拔12km）飛行時(shí)，巡航速度為M0.75，發(fā)動(dòng)機(jī)效率為30%，燃油消耗率為0.5kg/(N·h)。飛機(jī)總重量為80噸，機(jī)翼面積為100m2，升力系數(shù)為0.6。假設(shè)空氣密度為0.36kg/m3，飛行速度為250m/s。請(qǐng)計(jì)算：（1）飛機(jī)在巡航狀態(tài)下的升力是多少？（2）飛機(jī)在巡航狀態(tài)下的阻力是多少？（3）飛機(jī)在巡航狀態(tài)下的燃油效率是多少？案例2：某大型客機(jī)在起降階段，發(fā)動(dòng)機(jī)推力為200kN，飛機(jī)重量為300噸，機(jī)翼面積為600m2，升力系數(shù)為1.5。假設(shè)地面空氣密度為1.225kg/m3，起降速度為80m/s。請(qǐng)計(jì)算：（1）飛機(jī)在起降狀態(tài)下的升力是多少？（2）飛機(jī)在起降狀態(tài)下的阻力是多少？（3）如果飛機(jī)需要滑跑距離為2000m，請(qǐng)計(jì)算其加速度是多少？案例3：某飛機(jī)在跨音速飛行時(shí)，Mach數(shù)為1.2，機(jī)翼后掠角為30°，翼型為超臨界翼型。假設(shè)空氣密度為0.6kg/m3，飛行速度為300m/s，機(jī)翼面積為150m2，升力系數(shù)為0.8。請(qǐng)分析：（1）飛機(jī)在跨音速飛行時(shí)可能面臨哪些氣動(dòng)問題？（2）可以采取哪些措施緩解這些氣動(dòng)問題？（3）如果飛機(jī)需要將跨音速阻力降低20%，機(jī)翼后掠角需要調(diào)整到多少度？（假設(shè)其他因素不變）五、論述題（每題11分，共22分）論述1：請(qǐng)論述飛機(jī)重量對(duì)性能優(yōu)化的影響，并分析如何通過結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、材料選擇和系統(tǒng)優(yōu)化來減輕飛機(jī)重量。論述2：請(qǐng)論述飛機(jī)氣動(dòng)外形優(yōu)化對(duì)性能的影響，并分析不同氣動(dòng)外形設(shè)計(jì)（如后掠翼、翼身融合體等）在亞音速、跨音速和超音速飛行時(shí)的優(yōu)缺點(diǎn)。---標(biāo)準(zhǔn)答案及解析一、判斷題1.×（升力系數(shù)增加時(shí)，可以通過優(yōu)化翼型減小阻力系數(shù)，升阻比可能提高）2.√（巡航高度空氣密度低，發(fā)動(dòng)機(jī)效率高，燃油消耗率低）3.×（重量增加對(duì)燃油消耗率的影響是指數(shù)關(guān)系）4.×（空氣密度減小，升力系數(shù)需要增加才能維持升力）5.×（配平狀態(tài)下的俯仰力矩平衡與升力分布有關(guān)）6.√（后掠翼可以減小跨音速阻力，提高氣動(dòng)效率）7.×（起降階段發(fā)動(dòng)機(jī)推力大部分用于克服阻力，部分用于克服重力）8.√（最大巡航速度下阻力大，燃油消耗率高；經(jīng)濟(jì)速度低于最大巡航速度）9.×（氣動(dòng)彈性顫振速度與機(jī)翼剛度成反比）10.×（逆風(fēng)起降時(shí)，地面滑跑距離更長）二、單選題1.C（降落階段升力需求低，阻力大，升阻比最小）2.B（跨音速飛行時(shí)阻力驟增，升力驟降）3.D（發(fā)動(dòng)機(jī)推力與升力無關(guān)，與飛行狀態(tài)和重量有關(guān)）4.C（經(jīng)濟(jì)功率區(qū)燃油效率最高）5.B（后掠翼可以減小跨音速阻力）6.C（配平狀態(tài)下的俯仰力矩平衡與升力分布有關(guān)）7.B（空氣密度減小，升力系數(shù)需要增加才能維持升力，升力減?。?.B（重量增加對(duì)燃油消耗率的影響是指數(shù)關(guān)系）9.B（機(jī)翼質(zhì)量增加，顫振速度降低）10.A（逆風(fēng)起降時(shí)，地面滑跑距離更長）三、多選題1.A,B,C,E2.A,B,D3.A,B,D,E4.A,B,C5.B,E6.A,B,C,D7.A,B,C8.A,B,C,D,E9.A,B,C10.A,B,C,D四、案例分析案例1：（1）升力=0.51000.36(250/9.81)^20.6=6125N（2）阻力=升力/升阻比=6125/6=1020N（3）燃油效率=0.56125/200000=0.015kg/s案例2：（1）升力=1.56001.225(80/9.81)^2=94400N（2）阻力=200000-94400=105600N（3）加速度=200000/300000=0.67m/s2案例3：（1）跨音速飛行時(shí)可能面臨升力驟降、阻力驟增、機(jī)翼抖振等問題。（2）可以采取增加機(jī)翼后掠角、優(yōu)化翼型設(shè)計(jì)、使用超臨界翼型等措施。（3）后掠角需要增加到約35°（假設(shè)阻力系數(shù)降低20%，后掠角增加約5°）。五、論述題論述1：飛機(jī)重量對(duì)性能優(yōu)化的影響主要體現(xiàn)在：1.重量增加會(huì)導(dǎo)致升力需求增加、燃油消耗率增加、起降距離增加。2.通過結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化（如使用復(fù)合材料）、材料選擇（如高強(qiáng)度輕質(zhì)材料）和系