2025年本科航空航天工程（航空飞行器设计）试题及答案.doc

2025年本科航空航天工程（航空飞行器设计）试题及答案

（考试时间：90分钟 满分100分）
班级______ 姓名______

第I卷（选择题 共30分）
答题要求：本大题共10小题，每小题3分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。请将正确答案的序号填在括号内。

1. 飞机的升力主要来源于（ ）
A. 发动机的推力 B. 机翼上下表面的压力差 C. 机身的形状 D. 尾翼的作用
2. 飞行器设计中，空气动力学的核心参数不包括（ ）
A. 雷诺数 B. 马赫数 C. 普朗特数 D. 升力系数
3. 以下哪种材料不属于航空航天常用的结构材料（ ）
A. 铝合金 B. 钛合金 C. 陶瓷 D. 复合材料
4. 飞机的稳定性主要取决于（ ）
A. 机翼的面积 B. 机身的长度 C. 飞机的重心位置 D. 发动机的功率
5. 飞行器设计中，静稳定性是指（ ）
A. 飞行器在受到扰动后能自动恢复到原来平衡状态的能力
B. 飞行器在飞行过程中保持速度不变的能力
C.飞行器在飞行过程中改变飞行姿态的能力
D.飞行器在受到外力作用下抵抗破坏的能力
6. 飞机的操纵性主要通过（ ）来实现。
A. 机翼、尾翼和起落架 B. 驾驶舱、客舱和货舱 C. 操纵面、传动机构和舵机 D. 发动机、燃油系统和电气系统
7. 以下关于飞机飞行性能的说法，错误的是（ ）
A. 航程是指飞机在载满燃油和货物的情况下，能够飞行的最大距离
B. 升限是指飞机能够达到的最大飞行高度
C. 巡航速度是指飞机在航程中最经济的飞行速度
D. 机动性是指飞机在飞行过程中快速改变飞行速度和高度的能力
8. 飞行器设计中，关于机翼的展弦比，以下说法正确的是（ ）
A. 展弦比越大，机翼的空气动力效率越高
B.展弦比越大，机翼的结构强度越高
C.展弦比越小，机翼的空气动力效率越高
D.展弦比越小，机翼的诱导阻力越小
9. 飞机的起落架不包括以下哪种类型（ ）
A. 前三点式 B. 后三点式 C. 多点式 D. 自行车式
10. 飞行器设计中，关于飞机的过载，以下说法正确的是（ ）
A. 过载是指飞机在飞行过程中所承受的重力与飞机本身重量的比值
B.过载越大，飞机的飞行性能越好
C.过载越小，飞机的安全性越高
D.过载只与飞机的飞行速度有关

第II卷（非选择题 共70分）
11. （10分）简述飞机空气动力学设计的主要内容及对飞行性能的影响。
12. （15分）阐述飞行器结构设计中，如何保证结构的强度、刚度和稳定性。
13. （15分）分析飞机飞行控制系统的组成及各部分的作用。
14. （15分）材料题：随着航空航天技术的不断发展，新型材料在飞行器设计中得到了广泛应用。请阅读以下材料，回答问题。
材料：碳纤维复合材料具有高强度比、高模量比、低密度等优点，在航空航天领域具有广阔的应用前景。例如，某型号飞机采用了碳纤维复合材料制造机翼，使得机翼的重量大幅减轻，同时提高了机翼的强度和刚度。
问题：简述碳纤维复合材料在飞行器设计中的优势，并分析其对飞机性能的提升作用。
15. （15分）材料题：飞机的飞行性能受到多种因素的影响。请阅读以下材料，回答问题。
材料：某航空公司为了提高飞机的燃油效率，对飞机的发动机进行了升级，同时优化了飞机的空气动力学外形。经过一段时间的运营，发现飞机的航程增加了，巡航速度提高了，燃油消耗降低了。
问题：分析发动机升级和空气动力学外形优化对飞机飞行性能的具体影响。

答案：
1. B
2. C
3. C
4. C
5. A
6. C
7. A
8. A
9. C
10. A

11. 飞机空气动力学设计主要包括机翼、机身、尾翼等部件的外形设计。机翼的形状、面积、展弦比等影响升力和阻力。合适的机翼设计可提高升力系数，降低阻力，从而提升飞机的航程、升限、巡航速度等飞行性能。机身外形影响飞机的空气动力特性和内部空间布局。尾翼则起到控制飞机稳定性和操纵性的作用。
12. 在飞行器结构设计中，保证强度可通过合理选择材料、优化结构形式，如采用桁架结构、框架结构等，使结构能承受各种载荷。保证刚度可通过增加结构的厚度、设置加强肋等方式，防止结构变形过大。保证稳定性可通过合理设计结构的外形、布置质量分布，使结构在受力时能保持平衡状态，如飞机的机翼和机身结构设计要考虑稳定性因素。
13. 飞机飞行控制系统主要由传感器、控制器和执行机构组成。传感器用于测量飞机的飞行状态参数，如姿态、速度等，并将信号传递给控制器。控制器根据接收到的信号进行分析和处理，发出控制指令。执行机构根据控制指令驱动飞机的操纵面，如升降舵、方向舵、副翼等，从而改变飞机的飞行姿态和轨迹，实现飞机的稳定飞行和精确操纵。
14. 碳纤维复合材料优势在于高强度比、高模量比、低密度。对飞机性能提升作用明显，减轻机翼重量可降低飞机整体重量，减少飞行时的能量消耗，进而增加航程；同时提高机翼强度和刚度，使飞机能承受更大载荷，飞行更稳定，操纵性更好，有助于提升飞机的综合性能。
15. 发动机升级能提高发动机的效率和推力，从而使飞机的巡航速度提高，在相同燃油量下可飞行更远距离，增加了航程。空气动力学外形优化可降低飞机的空气阻力，减少能量损耗，进一步降低燃油消耗，同时可能改善飞机的升力特性，也有助于提高飞行性能，两者共同作用提升了飞机整体的飞行效率和经济性。