北航《航空航天概论》答案.doc

北航《航空航天概论》考核要求
1. 飞机的气动布局形式有哪些？请简述各布局形式的特点。（20分）

2. 简述直升机是如何实现前飞、后飞、上飞和下飞的？（20分）

3. 比较描述宇宙飞船和航天飞机的基本结构及其用途。（20分）

4. 无人机是如何分类的？试估计未来无人机的发展趋势；（20分）

5. 支线飞机的定义是什么？通过你对航空技术现状和未来的发展趋势，谈谈你对我国支线飞机发展状况和前景的看法。（20分）
答案如下：
1. 飞机的气动布局形式有哪些？请简述各布局形式的特点。（20分）
答：
常规布局
自从莱特兄弟发明第一架飞机以来，飞机设计师们通常将飞机的水平尾翼和垂直尾翼都 放在机翼后面的飞机尾部。这种布局一直沿用到现在，也是现代飞机最经常采用的气动布局，因此称之为“常规布局”。
无尾布局
通常说的“无尾布局”，是指无水平尾翼，垂直尾翼还是有的。在无尾布局的飞机上，副翼兼顾了平尾的作用。省去了平尾，可以减少飞机的重量和阻力，使之容易跨过音速阻力突增区，其缺点主要是起降性能差。无尾布局的飞机高空高速性能好，适合做截击机用。但其低空区音速机动性能差，不符合现代飞机发展趋势，正逐渐被鸭式布局所取代。
鸭式布局
是一种十分适合于超音速空战的气动布局。采用鸭式布局的飞机的前翼称为“鸭翼”。战机的鸭翼有两种，一种是不能操纵的，其功能是当飞机处在大迎角状态时加强机翼的前缘涡流，改善飞机大迎角状态的性能，也有利于飞机的短矩起降。飞机的鸭翼除了用以产生涡流外，还用于改善跨音速过程中安定性骤降的问题，同时也可减少配平阻力、有利于超音速空战。在降落时，鸭翼还可偏转一个很大的负角，起减速板的作用。
三翼面布局
在常规布局的飞机主翼前机身两侧增加一对鸭翼的布局称为“三翼面布局”。 三翼面布局的前翼所起的作用与鸭式布局的前翼相同，使飞机跨音速和超音速飞行时的机动性较好。但目前这种布局的飞机大多是用常规布局的飞机改装成的。三翼面布局的缺点是增加了鸭翼，阻力和重量自然也会增大，电传操纵系统也会复杂一些。不过这种布局对改进常规布局战机的机动性会有较好的效果。
飞翼布局
由于飞翼布局没有水平尾翼，连垂直尾翼都没有，只是像一片飘在天空中的树叶所以其雷达反射波很弱。

2.简述直升机是如何实现前飞、后飞、上飞和下飞的？（20分）
答：驾驶员将驾驶杆前推，通过旋转斜盘使桨叶前倾，旋翼总拉力有个向前的分量，由此实现向前飞行。反之，后推驾驶杆，通过旋转斜盘使桨叶后倾，旋翼总拉力有个向后的分量，就可以实现了向后飞行。上拉油门总距杆，增加旋翼总距，则可以提高升力，实现上飞；相反的，下推油门总距杆，降低旋翼总距，就可以降低升力，实现下飞。

3.比较描述宇宙飞船和航天飞机的基本结构及其用途。（20分）
答：宇宙飞船是一次性的太空梭，发射的时候搭载在运载火箭的头部，加之返回的时候采取基本不受控的返回方式（最后阶段考降落伞减速），所以其形状没有一定的规则，但是一般呈现旋转对称的形状。
航天飞机目前貌似只有美国有，但是美国的航天飞机也即将退役。航天飞机是可以反复使用的太空梭，挂靠在运载火箭的侧面发射，返回的时候，航天飞机采用滑行的方式着陆。因此，航天飞机一般采用传统的机翼式飞机结构。

4.无人机是如何分类的？试估计未来无人机的发展趋势；（20分）
答：无人侦察机按续航时间和航程的长短，可分为四大类型：长航时无人侦察机、中程无人侦察机、短程无人侦察机和近程无人侦察机。
发展趋势：智能化、武装化、远程化、隐身化。

5.支线飞机的定义是什么？通过你对航空技术现状和未来的发展趋势，谈谈你对我国支线飞机发展状况和前景的看法。（20分）
答：支线客机通常是指100座以下的小型旅客机，主要用于大城市与中小城市之间的旅客运输。
我国支线机场与支线航空的发展一直是民航乃至公众关注的话题，而其发展中又充满着矛盾现象。从机场方面看，中小机场的总体旅客吞吐量在近两年迅猛增长，但个体差异巨大、苦乐不均；从航空公司方面看，不少支线航班为航空公司带来不错收益，但却伴随着飞行安全、运营保障压力；从旅客方面看，支线航班所带来的方便不言自明，但有时甚至高于干线的票价却难以理解；从地方政府方面看，吸引航空公司进驻对当地的交通改善、经济开发、形象提升大有裨益，但航空运营的巨大成本与风险却比其想像大得多；从民航主管部门方面看，支线航空在各种政策激励下有了长足发展，但与预期仍然有很大差距。
这些矛盾反映到公众舆论中，就出现了“支线机场到底有没有必要建这么多”“支线航空是不是安全”“航空公司是否应该发展支线”“支线票价为什么这么贵”“政府是否应该补贴支线航班”等问题。
我对此的看法如下：
1、我国以中心吸附型为主要特点的区域经济格局使得民航机场客流吞吐量分布呈现明显的“香槟塔”型格局。对于支线机场，应根据经济地理因素进行分类，并根据每一类型的特点，有针对性地实施发展策略。
2、航空公司以收益由高到低递减方式安排航班的基本原则使得国内支线航班目的地分布呈现“高脚杯”型结构，补贴、包机等形式是解决支线航空发展的现实方案，而引进合适座级的运力则是根本途径。
3、目前不是支线机场过多，而是适合的小座级运力过少。支线航空是事关区域均衡发展权的政治性议题，应切实规划、优化运力、整合资源满足支线航空发展需求。
支线航空的发展路径——切实规划、优化运力、整合资源
通过对支线航班结构、机型、收益、成本、营销等多方面的分析，我们可以看出：尽管航空公司、机场、地方政府都在尽其所能发展支线航空，然而支线航空仍然需要遵循基本的经济规律，在现有的机型较大、资源有限的条件下，按收益由高到低的递减方式，是航空公司安排航班的基本原则。于是，国内的支线航空呈现“高脚杯”结构，而不能完全实现理想的布局。且平均收益较好的表现并不能掩盖航线收益差异巨大的事实。
实际上，支线航空在各国都是难题。客流少，成本高的基本特点决定了支线航空无法像干线航空那样实现规模效益，完全按照市场规律来运行。然而，支线航空又是关系到区域均衡发展、实现社会公平的政治性议题，因此，只能经过各利益方博弈和妥协而达成的次优解——航空公司引进小座级机型、机场和地方政府予以补贴、乘客承受高于干线的票价、主管部门予以政策支持缺一不可。
1、 切实规划
支线机场在建设之初或年度规划之时，根据自身定位，提出切实的航线规划，尽量避免“等米下锅”的情况。在规划中，根据计划通航点的客源情况，以及本机场对飞机性能的要求，确定相应适合的座级与机型，然后确认手中可用于开航的资源情况，再锁定拥有此类飞机的航空公司，是比较切实的方案。
除了支线机场与地方政府自身的努力，民航主管部门的引导与协调也非常重要。尽管出于对未来国产飞机的市场保护，以及国际政治需求，我国政府在飞机进口方面有比较严格的限制，但国产飞机未来的产量、投入交付时间等并不确定。因此，估算、汇总每个机场基本航空服务所需的运力，并以此为依据引进一定数量的小座级运力，满足当前支线发展的需要是具有现实意义的。
2、优化运力
在北美、西欧等国家和地区，相对均衡的区域经济结构为支线航空发展奠定了较好基础，加之各利益方协调机制的完善，以及航空资源的充裕，使枢纽-轮辐式支线网络得以形成。即便如此，在原油价格高企的今天，支线航空仍然走在钢丝绳上。
而在国内，区域经济的非均衡特点以及航空资源的紧缺是支线航空的发展困难的根本原因。由于经济地理格局在短期内无法彻底转变，因此优化运力，引进合适座级运力是解决目前支线航空发展和支线机场通航的最根本方式。没有合适的运力，将130-160座级飞机“大材小用”都仅仅是权宜之计。
针对小座级运力单位成本高的现实，考虑经济性更好的100座级飞机以及涡桨飞机将是比较好的选择如果能够引进这样的运力，航空公司的收益压力减少，也有更多的空间降低票价而促进客流增长。
3、 整合资源
支线航空的发展并非单凭某个支线机场、地方政府或航空公司一己之力可以办到的。不少支线机场与地方政府拿出专项航空资金，却发现其间落实运力、获得干线机场时刻等的困难非经济手段能够解决，航空公司有心开拓新航线和市场，却限于资源和政策，无法引进合适的运力。因此，在国家层面，由民航主管部门牵头，引导支线航空的发展，将比各自为战更有效率。
整合资源的其核心思路就是将支线航空与其它利益相结合，改变支线航空价值洼地的现状，让具体执行的航空公司看到持续的经济利益，调动其积极性。例如新开航线的三年保护期，以及盈利航线航权、重点机场时刻等与贫瘠航线的搭配政策，都对支线航空起到了促进作用。
今年1月1日起旅客乘坐支线飞机执飞航班，免收机场建设费就是很好的案例，尽管与原标准相比只有10元。以此为契机，设想如果不单单按机型而是按航线，将免收的范围扩大到低客流量机场所有进出港航线上，是不是将惠及更多旅客，使其享受到航空出行便利呢
当然，通过适当的公众关系沟通，普及民航知识，让旅客逐渐转变对“大飞机、喷气机”的消费心理，摒弃对“小飞机、螺旋桨飞机”的固有偏见，也是整合资源，促进支线航空发展的重要内容之一。
我认为，在诸多条件限制下，我国的支线航空目前无法达到各个支线机场航线齐全、高频次的理想状态。追求部分通达、重点覆盖的次优解是比较现实的路径。我国的支线航空只有在多方的配合下在优化引进小座级运力方面有所突破才可以达到社会效益较好、经济效益合算的均衡状态