學校________________班級____________姓名____________考場____________準考證號學校________________班級____________姓名____________考場____________準考證號…………密…………封…………線…………內(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第1頁，共3頁燕山大學里仁學院《飛行控制系統(tǒng)的原型系統(tǒng)技術(shù)》

2023-2024學年第二學期期末試卷題號一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共15個小題，每小題1分，共15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、飛機的飛行控制系統(tǒng)中的傳感器會受到外界干擾和噪聲的影響，從而影響控制精度。為了提高傳感器的可靠性和抗干擾能力，通常會采用濾波和信號處理技術(shù)。假設(shè)某型飛機的高度傳感器受到噪聲干擾，導致高度數(shù)據(jù)不準確。以下哪種濾波方法最有可能有效去除噪聲？（）A.低通濾波B.高通濾波C.帶通濾波D.數(shù)字濾波2、航空航天領(lǐng)域中，復合材料的應用越來越廣泛。除了碳纖維增強復合材料，玻璃纖維增強復合材料和芳綸纖維增強復合材料也有一定的應用。與碳纖維增強復合材料相比，玻璃纖維增強復合材料的特點是：（）A.強度更高B.剛度更大C.成本更低D.耐高溫性能更好3、在航空航天工程中，可靠性和安全性是至關(guān)重要的。以下關(guān)于可靠性和安全性設(shè)計的原則，哪一項是不正確的？（）A.采用冗余設(shè)計可以提高系統(tǒng)的可靠性，即在關(guān)鍵部位設(shè)置備份組件B.故障樹分析是一種常用的可靠性和安全性分析方法，可以找出潛在的故障模式和原因C.可靠性和安全性設(shè)計只需要在產(chǎn)品設(shè)計階段考慮，生產(chǎn)和運營階段不需要關(guān)注D.持續(xù)的監(jiān)測和評估可以及時發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)中的潛在問題，采取措施進行改進4、航空航天工程中的可靠性和安全性設(shè)計是至關(guān)重要的，任何一個小的故障都可能導致嚴重的后果。通過采用冗余設(shè)計、故障診斷和容錯技術(shù)等可以提高系統(tǒng)的可靠性和安全性。那么，以下哪種冗余設(shè)計方式在飛行控制系統(tǒng)中最常用？（）A.硬件冗余B.軟件冗余C.信息冗余D.時間冗余5、航天器在重返大氣層時會經(jīng)歷高溫、高壓的氣動加熱環(huán)境，需要采用特殊的熱防護材料和結(jié)構(gòu)。假設(shè)某型航天器在重返大氣層時表面溫度過高。以下哪種熱防護措施最有可能需要加強？（）A.增加隔熱材料的厚度B.優(yōu)化航天器的外形，減小迎風面積C.提高熱防護涂層的性能D.以上措施綜合考慮6、在航空航天工程中，飛行控制系統(tǒng)對于飛行器的穩(wěn)定和操控至關(guān)重要。假設(shè)一架無人機在飛行過程中出現(xiàn)姿態(tài)不穩(wěn)定的情況。以下關(guān)于可能的原因和解決措施的分析，哪一個是正確的？（）A.傳感器故障，導致飛行數(shù)據(jù)不準確，應立即更換所有傳感器B.飛控軟件算法錯誤，需要重新編寫整個飛控軟件，沒有其他辦法C.氣動布局設(shè)計不合理，這種情況無法通過后期調(diào)整解決D.執(zhí)行機構(gòu)響應延遲，可通過優(yōu)化控制參數(shù)和校準執(zhí)行機構(gòu)來改善7、在航空航天工程中，制造工藝的選擇對于產(chǎn)品質(zhì)量和成本有著重要影響。以下關(guān)于制造工藝的描述，錯誤的是：（）A.先進的制造工藝如3D打印可以實現(xiàn)復雜結(jié)構(gòu)的一體化制造B.制造工藝的選擇需要考慮材料特性、零件形狀和生產(chǎn)批量等因素C.傳統(tǒng)的機械加工工藝在航空航天制造中已經(jīng)被完全淘汰D.制造過程中的質(zhì)量控制和檢測是確保產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵環(huán)節(jié)8、衛(wèi)星的通信頻段選擇需要考慮多種因素，如帶寬、干擾和傳播特性等。假設(shè)一個衛(wèi)星通信系統(tǒng)需要提供大容量的數(shù)據(jù)傳輸服務。以下哪種頻段最適合？（）A.C頻段B.Ku頻段C.Ka頻段D.L頻段9、航空航天工程中，飛行器的結(jié)構(gòu)強度和剛度是重要的設(shè)計考慮因素。以下關(guān)于結(jié)構(gòu)設(shè)計的說法，錯誤的是：（）A.要承受飛行過程中的各種載荷，包括氣動載荷、慣性載荷等B.采用輕質(zhì)高強材料可以減輕結(jié)構(gòu)重量，同時不降低強度C.結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計只需要考慮強度要求，不需要考慮制造工藝和成本D.結(jié)構(gòu)的疲勞壽命也是設(shè)計中需要重點關(guān)注的問題10、航空航天領(lǐng)域的仿真技術(shù)在飛行器設(shè)計、性能評估和飛行訓練等方面得到了廣泛應用。通過建立數(shù)學模型和計算機模擬，可以預測飛行器的性能和行為。那么，以下哪種仿真技術(shù)在飛行器設(shè)計階段應用最為廣泛？（）A.氣動仿真B.結(jié)構(gòu)仿真C.飛行控制仿真D.以上都很重要11、航空航天飛行器的飛行軌跡規(guī)劃需要考慮多種約束條件，如地形、氣象、空中交通管制等。假設(shè)一架飛機需要在復雜氣象條件下進行繞飛。以下哪個因素在軌跡規(guī)劃中最為關(guān)鍵？（）A.氣象預報的準確性B.飛機的剩余燃油量C.繞飛路線的安全性D.空中交通管制的指令12、在飛行器的飛行力學分析中，氣動力的計算是關(guān)鍵。假設(shè)正在研究一種新型飛行器的氣動特性。以下關(guān)于氣動力計算方法和影響因素的描述，哪一項是恰當?shù)?？（）A.數(shù)值模擬方法可以準確計算所有復雜的氣動力問題，不需要風洞試驗B.飛行器的外形變化對氣動力的影響可以忽略不計C.飛行高度和速度的變化會顯著影響氣動力的大小和分布D.氣動力計算只考慮飛行器的外部形狀，內(nèi)部結(jié)構(gòu)沒有影響13、衛(wèi)星通信是現(xiàn)代通信技術(shù)的重要組成部分，它具有覆蓋范圍廣、通信容量大等優(yōu)點。衛(wèi)星通信系統(tǒng)由衛(wèi)星、地面站和通信鏈路組成。在衛(wèi)星通信中，信號的傳輸會受到多種因素的影響，如大氣衰減、雨衰等。那么，為了提高衛(wèi)星通信的可靠性，通常采用的技術(shù)是？（）A.增加發(fā)射功率B.采用糾錯編碼C.提高接收靈敏度D.以上都是14、飛行器在大氣中飛行時，會面臨多種氣動加熱問題。以下關(guān)于氣動加熱現(xiàn)象的描述，不正確的是：（）A.超聲速飛行時，飛行器表面由于空氣摩擦產(chǎn)生高溫，需要特殊的熱防護材料B.氣動加熱的強度與飛行速度、大氣密度和飛行器外形等因素有關(guān)C.飛行器在再入大氣層時，由于速度極高，氣動加熱現(xiàn)象非常嚴重D.低速飛行時，氣動加熱可以忽略不計，不需要采取任何熱防護措施15、在航空電子系統(tǒng)中，通信、導航和監(jiān)視設(shè)備的性能至關(guān)重要。假設(shè)一架飛機在繁忙的空域飛行，需要與地面管制和其他飛機保持準確可靠的通信和監(jiān)視。以下哪種技術(shù)最能滿足這種需求？（）A.甚高頻通信B.衛(wèi)星通信C.自動相關(guān)監(jiān)視D.雷達監(jiān)視二、簡答題（本大題共4個小題，共20分)1、（本題5分）詳細論述衛(wèi)星星座的設(shè)計和布局原則，考慮覆蓋范圍、通信容量、軌道類型（如低地球軌道、中地球軌道、地球同步軌道）等因素，分析不同衛(wèi)星星座在通信、導航、遙感等領(lǐng)域的應用優(yōu)勢和局限性。2、（本題5分）論述航天器的軌道機動技術(shù)，包括變軌的原理、動力需求和控制方法。分析軌道機動在航天任務中的應用和重要性。3、（本題5分）全面剖析航天器的材料空間環(huán)境適應性，包括真空、輻射、高低溫等環(huán)境對材料性能的影響，分析材料的選擇和防護措施，以及在空間環(huán)境下材料性能的評估方法和長期可靠性。以下是150個大學航空航天工程考試案例分析題：4、（本題5分）論述衛(wèi)星姿態(tài)控制系統(tǒng)的組成和控制策略，解釋如何實現(xiàn)衛(wèi)星的穩(wěn)定指向和姿態(tài)調(diào)整。分析姿態(tài)控制系統(tǒng)的精度和可靠性要求。三、論述題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）詳細分析航天器的軌道力學基礎(chǔ)，包括開普勒定律、軌道攝動和軌道轉(zhuǎn)移等理論。探討如何根據(jù)任務需求設(shè)計航天器的軌道，以及如何利用軌道力學原理進行軌道控制和軌道預測。2、（本題5分）全面論述航天器熱控技術(shù)的原理和方法，分析被動熱控（如熱輻射、隔熱材料）和主動熱控（如電加熱器、流體循環(huán)）的特點和應用場景。探討熱控系統(tǒng)在不同軌道和任務條件下的設(shè)計和優(yōu)化，以及如何應對熱環(huán)境的變化和熱平衡問題。3、（本題5分）深入探討航空發(fā)動機的尾氣排放控制技術(shù)。分析氮氧化物、顆粒物等污染物的生成機制。研究如何通過燃燒優(yōu)化、尾氣處理等手段降低發(fā)動機的尾氣排放，滿足環(huán)保要求。4、（本題5分）深入探討航空發(fā)動機的喘振現(xiàn)象及其預防措施。分析喘振產(chǎn)生的原因、機理和對發(fā)動機性能的影響。研究如何通過發(fā)動機設(shè)計、控制系統(tǒng)和操作策略來避免喘振的發(fā)生。5、（本題5分）深入探討航空發(fā)動機的葉尖間隙控制技術(shù)，包括主動間隙控制和被動間隙控制的方法和原理。分析葉尖間隙對發(fā)動機性能的影響，探討如何在不同工作條件下精確控制葉尖間隙，提高發(fā)動機的效率和可靠性，以及葉尖間隙控制技術(shù)的發(fā)展趨勢和應用前景。四、案例分析題（本大題共4個小題，共40分)1、（本題10分）一架飛機在進行跨音速飛行時，出現(xiàn)了激波阻力增大和飛行穩(wěn)定性下降的問題。請分析這些問題產(chǎn)生的原因，如機翼形狀、機身設(shè)計、飛行速度等，并探討如何優(yōu)化飛機的跨音速性能。2、（本題10分）一家航空公司的飛機在飛行中，自動駕駛系統(tǒng)突然切換至手動模式，引發(fā)了短暫的混亂。請?zhí)接懣赡軐е伦詣玉{駛系統(tǒng)異常切換的原因，如傳感器故障、軟件邏輯錯誤等，分析對飛行安全的影響，并提出自動駕駛系統(tǒng)的改進和監(jiān)控措施。3、（本題10分）某型客機在進行跨洋飛行時，遭遇雷暴天氣，飛機的通信和導航系統(tǒng)受到干擾。請?zhí)接懤妆┨鞖鈱︼w