2026年航天裝備設(shè)計(jì)與研發(fā)技能考核試題集一、單選題（每題2分，共20題）1.中國(guó)航天器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，常采用鋁合金材料的主要原因是其（）。A.熱導(dǎo)率高B.密度小、強(qiáng)度高C.耐腐蝕性強(qiáng)D.焊接性能好2.長(zhǎng)征五號(hào)火箭芯級(jí)助推器分離機(jī)構(gòu)的典型設(shè)計(jì)是（）。A.機(jī)械式爆炸螺栓B.液壓推動(dòng)式C.電磁解鎖式D.氣體噴射式3.衛(wèi)星姿態(tài)控制系統(tǒng)常用的執(zhí)行機(jī)構(gòu)是（）。A.太陽(yáng)帆板B.磁力矩器C.反作用飛輪D.紅外敏感器4.航天器熱控涂層中，黑涂層的主要作用是（）。A.高效反射太陽(yáng)輻射B.高效吸收太陽(yáng)輻射C.隔絕紅外輻射D.調(diào)節(jié)溫度梯度5.空間站艙外活動(dòng)（EVA）宇航服的生命保障系統(tǒng)核心是（）。A.壓力調(diào)節(jié)裝置B.通信系統(tǒng)C.熱控制系統(tǒng)D.氧氣供應(yīng)系統(tǒng)6.中國(guó)空間站“天宮”采用的對(duì)接機(jī)構(gòu)類型是（）。A.螺紋式對(duì)接器B.卡環(huán)式對(duì)接器C.膨脹式對(duì)接器D.碰撞式對(duì)接器7.運(yùn)載火箭發(fā)動(dòng)機(jī)推力矢量控制（TVC）常用方法不包括（）。A.改變?nèi)紵覊毫.渦輪噴管偏轉(zhuǎn)C.燃?xì)舛嫫D(zhuǎn)D.火箭助推器數(shù)量調(diào)節(jié)8.衛(wèi)星太陽(yáng)能電池帆板效率提升的關(guān)鍵因素是（）。A.減小電池板厚度B.增加電池板面積C.提高光電轉(zhuǎn)換效率D.降低電池板重量9.航天器軌道機(jī)動(dòng)常用的推進(jìn)技術(shù)是（）。A.固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)B.液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)C.電推進(jìn)系統(tǒng)D.火箭助推器10.空間環(huán)境對(duì)航天器的主要威脅不包括（）。A.太陽(yáng)粒子事件B.微流星體撞擊C.地球磁場(chǎng)干擾D.恒星風(fēng)腐蝕二、多選題（每題3分，共10題）1.運(yùn)載火箭級(jí)間分離系統(tǒng)需滿足的要求包括（）。A.高可靠性B.快速分離C.火箭殘骸安全墜落D.減小分離沖擊2.航天器姿態(tài)確定系統(tǒng)的常用傳感器有（）。A.紅外敏感器B.慣性測(cè)量單元（IMU）C.星敏感器D.磁力矩器3.空間站艙外對(duì)接機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)需考慮（）。A.力學(xué)載荷承受B.電磁兼容性C.熱控匹配D.快速對(duì)接能力4.航天器熱控系統(tǒng)常用的材料包括（）。A.多孔金屬B.薄膜涂層C.相變材料D.散熱器翅片5.運(yùn)載火箭發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室設(shè)計(jì)需考慮（）。A.燃燒穩(wěn)定性B.推力效率C.熱應(yīng)力控制D.材料耐高溫性6.衛(wèi)星通信系統(tǒng)的主要組成部分包括（）。A.天線系統(tǒng)B.調(diào)制解調(diào)器C.通信協(xié)議D.熱控外殼7.航天器結(jié)構(gòu)抗振動(dòng)設(shè)計(jì)需考慮（）。A.諧振頻率分析B.隔振材料應(yīng)用C.動(dòng)態(tài)有限元分析D.火箭發(fā)射過(guò)載8.空間站艙外宇航服的關(guān)鍵技術(shù)包括（）。A.壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)B.熱防護(hù)系統(tǒng)C.微流星體防護(hù)D.生命保障系統(tǒng)9.電推進(jìn)系統(tǒng)的主要優(yōu)勢(shì)包括（）。A.推力比高B.燃料消耗低C.控制精度高D.啟動(dòng)時(shí)間短10.航天器軌道維持常用的策略包括（）。A.側(cè)向推進(jìn)B.碰撞規(guī)避機(jī)動(dòng)C.軌道高度調(diào)整D.能量耗散三、判斷題（每題1分，共10題）1.長(zhǎng)征七號(hào)火箭采用液氧煤油發(fā)動(dòng)機(jī)，屬于吸氣式發(fā)動(dòng)機(jī)。（×）2.空間站艙外宇航服需具備完全自主生命保障能力。（√）3.航天器姿態(tài)控制系統(tǒng)常用磁力矩器在地球磁緯度低區(qū)域效果最佳。（√）4.運(yùn)載火箭級(jí)間分離的爆炸螺栓通常采用高強(qiáng)度鋼材料。（√）5.衛(wèi)星太陽(yáng)能電池帆板的多晶硅電池效率高于非晶硅電池。（√）6.空間環(huán)境中的原子氧主要對(duì)航天器表面涂層造成腐蝕。（√）7.長(zhǎng)征二號(hào)F火箭的逃逸塔系統(tǒng)采用全動(dòng)式逃逸發(fā)動(dòng)機(jī)。（√）8.航天器熱控涂層中的白涂層能有效反射紅外輻射。（√）9.電推進(jìn)系統(tǒng)適用于短時(shí)高功率需求的航天任務(wù)。（×）10.空間站對(duì)接機(jī)構(gòu)的緩沖裝置需承受多次重復(fù)對(duì)接載荷。（√）四、簡(jiǎn)答題（每題5分，共5題）1.簡(jiǎn)述運(yùn)載火箭級(jí)間分離機(jī)構(gòu)的典型設(shè)計(jì)要求。答案要點(diǎn)：高可靠性、快速分離、安全墜落、沖擊控制、環(huán)境適應(yīng)性。2.航天器姿態(tài)控制系統(tǒng)如何實(shí)現(xiàn)精確指向？答案要點(diǎn)：傳感器（星敏感器、IMU等）測(cè)量姿態(tài)、控制算法（PID等）解算指令、執(zhí)行機(jī)構(gòu)（飛輪、磁力矩器等）執(zhí)行調(diào)整。3.空間站艙外對(duì)接機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)需考慮哪些關(guān)鍵因素？答案要點(diǎn)：力學(xué)載荷、熱控匹配、電磁兼容、快速對(duì)接、安全緩沖。4.簡(jiǎn)述航天器熱控系統(tǒng)的基本工作原理。答案要點(diǎn)：通過(guò)材料（涂層、多孔金屬等）或系統(tǒng)（散熱器、相變材料等）調(diào)節(jié)航天器表面溫度，防止過(guò)熱或過(guò)冷。5.電推進(jìn)系統(tǒng)相比傳統(tǒng)化學(xué)推進(jìn)有何技術(shù)優(yōu)勢(shì)？答案要點(diǎn)：推力比高、燃料消耗低、控制精度高、壽命長(zhǎng)，適用于長(zhǎng)期任務(wù)。五、計(jì)算題（每題10分，共2題）1.某運(yùn)載火箭芯級(jí)助推器分離機(jī)構(gòu)采用爆炸螺栓，螺栓設(shè)計(jì)拉斷力為800kN，若火箭過(guò)載為4g（g=9.8m/s2），求螺栓需承受的最大動(dòng)態(tài)載荷。解：動(dòng)態(tài)載荷=拉斷力×過(guò)載系數(shù)=800kN×4=3200kN。2.某衛(wèi)星太陽(yáng)能電池帆板尺寸為2m×3m，采用效率為22%的多晶硅電池，當(dāng)?shù)靥?yáng)輻照度為1361W/m2，求帆板最大功率輸出。解：最大功率=面積×輻照度×效率=6m2×1361W/m2×22%=1795W。六、論述題（每題15分，共2題）1.論述長(zhǎng)征五號(hào)火箭芯級(jí)助推器分離機(jī)構(gòu)的工程設(shè)計(jì)要點(diǎn)。答案要點(diǎn)：爆炸螺栓材料選擇（高強(qiáng)度鋼）、起爆機(jī)制（高可靠性）、分離速度控制、殘骸軌跡設(shè)計(jì)、環(huán)境防護(hù)（防腐蝕、防電磁干擾）。2.論述空間站艙外對(duì)接機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)與解決方案。答案要點(diǎn)：挑戰(zhàn)包括力學(xué)載荷、熱控匹配、電磁兼容、快速對(duì)接等；解決方案包括采用柔性緩沖裝置、熱控涂層、磁屏蔽設(shè)計(jì)、自動(dòng)化對(duì)接技術(shù)。答案與解析一、單選題1.B（鋁合金密度低、強(qiáng)度高，適合航天器結(jié)構(gòu)輕量化需求）2.A（長(zhǎng)征五號(hào)助推器采用機(jī)械式爆炸螺栓分離）3.C（反作用飛輪是典型的姿態(tài)控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)）4.B（黑涂層高效吸收太陽(yáng)輻射，用于被動(dòng)熱控）5.A（EVA宇航服核心是維持艙外壓力平衡）6.B（中國(guó)空間站采用卡環(huán)式對(duì)接器）7.D（火箭助推器數(shù)量調(diào)節(jié)非推力矢量控制方法）8.C（光電轉(zhuǎn)換效率是電池板性能關(guān)鍵）9.B（液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)適合軌道機(jī)動(dòng)）10.C（地球磁場(chǎng)干擾屬于地面環(huán)境問(wèn)題，非空間威脅）二、多選題1.ABCD（級(jí)間分離需高可靠性、快速分離、安全墜落、沖擊控制）2.ABC（姿態(tài)確定系統(tǒng)常用紅外、IMU、星敏感器）3.ABCD（對(duì)接機(jī)構(gòu)需力學(xué)、電磁、熱控、快速對(duì)接設(shè)計(jì)）4.ABCD（熱控材料包括多孔金屬、薄膜涂層、相變材料、散熱器翅片）5.ABCD（燃燒室設(shè)計(jì)需考慮燃燒穩(wěn)定性、推力效率、熱應(yīng)力、材料耐高溫性）6.ABCD（衛(wèi)星通信系統(tǒng)包括天線、調(diào)制解調(diào)器、通信協(xié)議、熱控外殼）7.ABCD（結(jié)構(gòu)抗振動(dòng)設(shè)計(jì)需考慮諧振頻率、隔振材料、動(dòng)態(tài)分析、發(fā)射過(guò)載）8.ABCD（宇航服關(guān)鍵技術(shù)包括壓力調(diào)節(jié)、熱防護(hù)、微流星體防護(hù)、生命保障）9.ABC（電推進(jìn)優(yōu)勢(shì)包括高推力比、低燃料消耗、高控制精度）10.ACD（軌道維持策略包括側(cè)向推進(jìn)、軌道高度調(diào)整、能量耗散）三、判斷題1.×（長(zhǎng)征七號(hào)采用液氧煤油發(fā)動(dòng)機(jī)，但屬于化學(xué)推進(jìn)）2.√（宇航服需完全自主維持生命）3.√（磁力矩器在低磁緯度區(qū)域效果最佳）4.√（爆炸螺栓需高強(qiáng)度材料保證可靠性）5.√（多晶硅電池效率高于非晶硅）6.√（原子氧對(duì)涂層腐蝕明顯）7.√（逃逸塔采用全動(dòng)式發(fā)動(dòng)機(jī)）8.√（白涂層反射紅外，用于被動(dòng)熱控）9.×（電推進(jìn)適合長(zhǎng)期低功率需求任務(wù)）10.√（對(duì)接機(jī)構(gòu)需承受多次對(duì)接載荷）四、簡(jiǎn)答題1.答案要點(diǎn)：高可靠性、快速分離、安全墜落、沖擊控制、環(huán)境適應(yīng)性。2.答案要點(diǎn)：傳感器測(cè)量姿態(tài)、控制算法解算指令、執(zhí)行機(jī)構(gòu)調(diào)整。3.答案要點(diǎn)：力學(xué)載荷、熱控匹配、電磁兼容、快速對(duì)接、安全緩沖。4.答案要點(diǎn)：通過(guò)材料或系統(tǒng)調(diào)節(jié)表面溫度，防止過(guò)熱或過(guò)冷。5.答案要點(diǎn)：推力比高、燃料消耗低、控制精度高、壽命長(zhǎng)。五、計(jì)算題1.解：動(dòng)態(tài)載荷=800kN×4=320