航天器结构机构考试

航天器飞行力学试卷及答案一、名词解释（20分）1、平太阳2、过载3、二体轨道4、轨道摄动5、星下点6、太阳同步轨道7、逆行轨道8、轨道机动9、弹道再入10、配平攻角二、简述（20分）1、直接反作用原理2、刚化原理3、瞬时平衡假设4、开普勒三大定律三、简答题（40分）1、变质量系统在运动时受哪些力和力矩作用？写出各自的计算公式。

2、火箭姿态控制系统的功能、组成？并画出控制系统原理框图、写出控制方程。

3、研究自由飞行段的运动时，常作哪些基本假设？自由飞行段的运动有哪些基本特征？4、轨道要素有哪些，其意义和作用是什么？5、卫星轨道的摄动因素有那些？6、Hohmann轨道机动的特征速度的确定方法？7、说明运用状态转移矩阵的双脉冲轨道机动的过程？并写出特征速度的求解方法。

8、再入段的运动有什么特点？四、推导题（20分）1、推导变质量质点基本方程（密歇尔斯基方程）2、推导近距离相对运动C-W方程参考答案一、名词解释（20分，每题2分）1、平太阳：设想一个假太阳，它和真太阳一样以相同的周期和运行方向绕地球作相对运动。

但有两点不同：（1）它的运动平面是赤道面而不是黄道面；（2）它的运行速度是真太阳的平均速度。

这个假太阳就是平太阳。

2、过载：把火箭飞行中除重力以外作用在火箭上的所有其他外力称作过载。

3、二体轨道：在卫星轨道的分析问题中，常假定卫星在地球中心引力场中运动，忽略其他各种摄动力的因素（如地球形状非球形、密度分布不均匀引起的摄动力和太阳、月球的引力等）。

这种卫星轨道称为二体轨道。

4、轨道摄动：航天器的实际运动相对于理想轨道（即Kepler 轨道）运动的偏差称为轨道摄动。

5、星下点：就是卫星位置矢量与地球表面的交点。

6、太阳同步轨道：如选择轨道半长轴和倾角使得，则轨道进动方向和速率与地球绕太阳周年转动的方向和速率相同，此特定设计的轨道称为太阳同步轨道。

0.9856/d ΔΩ=D 7、逆行轨道：如轨道倾角，则90i >D 0Ω> ，为东进轨道，又称为逆行轨道。

中国空间技术研究院（航天五院）一、单位简介中国航天科技集团公司第五研究院（以下简称五院）隶属于《财富》世界500强的中国航天科技集团公司。

五院成立于1968年2月20日，经过40余年的发展，已成为中国主要的空间技术及其产品研制基地，是中国空间事业的主力军。

建院以来，历代五院人牢记使命、顽强拼搏，树立了中国航天史上一座座新的里程碑，实现了空间技术的新跨越。

1970年4月24日，五院成功研制并发射了中国第一颗人造地球卫星——东方红一号，开创了中国探索外层空间的新纪元。

2003年10月，神舟五号载人飞船载人航天飞行获得圆满成功，使中国成为世界上第三个能够独立开展载人航天活动的国家。

2007年10月，嫦娥一号月球探测器进入环月轨道，实现了中华民族千年的飞天梦想——嫦娥奔月。

2008年9月，神舟七号载人飞船成功实现了中国航天员首次空间出舱活动。

2011年11月“天宫一号”目标飞行器与神舟八号飞船成功实现交会对接，标志着中国载人航天事业发展实现了新的重大突破。

迄今为止，五院共研制、发射和在轨运行一百多个不同类型的航天器，已经形成了以载人航天、深空探测、导航定位、对地观测、通信广播、空间科学与技术试验等六大系列航天器，实现了大、中、小、微型航天器的系列化、平台化发展。

五院十分重视空间技术专业领域人才的培养，现有中国科学院和中国工程院院士7名，国际宇航科学院院士12人，俄罗斯宇航科学院院士8人，11名国家级突出贡献专家和4100多名高级专业技术人才。

自1978年招收研究生以来，已经形成学科专业齐全，管理体制配套的硕士、博士和博士后高层次人才培养体系。

现有博士学位授权一级学科2个，博士学位授权二级学科1个，硕士学位授权一级学科8个，硕士学位授权自主设置二级学科3个，博士后流动站3个，博士后工作站4个。

博士生导师130余人，硕士生导师400余人。

五院设有以研究生培养、员工培训、客户培训为中心任务的神舟学院，拥有包括研究生教室、多媒体电化教室、集同设计实验室等8000多平米的教学实践场地。

航天器控制原理自测试题三一、名词解释(15％)1、本体坐标系2、偏置动量轮3、主动控制系统4、大圆弧轨迹机动5、惯性导航二、简答题(60%)1、阐述航天器基本系统组成及各部分作用。

2、引力参数u是如何定义的？3、叙述质点的动量矩定理及其守恒条件。

4、叙述双轴模拟式太阳敏感器的工作原理，并绘出原理结构图。

5、为了确保稳定性，对惯量比有什么要求？6、画出喷气三轴姿态稳定控制系统的原理框图。

简述喷气推力姿态稳定的基本原理。

7、自旋稳定卫星喷气姿态机动的原理是什么？喷气角的选择为什么不能过小？8、GPS有哪几部分组成，各有什么功用。

9、举例说明载人飞船的主要构造。

10、航天飞机基本结构组成是什么？哪些可以重复使用，那些不可以？三、推导题（15％）1、证明在仅有二体引力的作用下，航天起的机械能守恒。

2、推导欧拉力矩方程式。

四、计算题（10％）已知一自旋卫星动量矩H=3500Kg·m2/s，自旋角速度为ω=60r/min，喷气力矩Mc=40N·m，喷气角为γ=40。

，要求自旋进动θc=80。

问喷气一次自旋进动多少？总共需要多少次和多长时间才能完成进动？航天器控制原理自测试题三答案一、名词解释15％1、本体坐标系答：又称为星体坐标系。

在此坐标系中，原点0在航天器质心，Ox ，Oy ，Oz 三轴固定在航天器本体上。

若Ox ，Oy ，Oz 三轴为航天器的惯量主轴，则该坐标系称为主轴坐标系。

2、偏置动量轮答：如果飞轮的平均动量矩是一个不为零的常值——偏置值，也就是说飞轮储存了一个较大的动量矩，飞轮的转速可以相对于偏置值有一定的变化，从而产生控制力矩。

具有这种特点的飞轮称为动量轮或偏置动量轮。

3、主动控制系统答：航天器主动式姿态控制系统的控制力矩来自于航天器上的能源，它属于闭环控制系统。

4、大圆弧轨迹机动答：若要求自旋轴在天球上描绘的轨迹是大圆弧，那么自旋轴必须在同一平面内从初始方向机动到目标方向，所以每次喷气产生的横向控制力矩必须在此平面内，即推力器喷气的相位相对于空间惯性坐标系是固定的。

航空航天行业招聘试题一、简答题（共10题，每题10分）1. 请解释什么是空气动力学？答：空气动力学是研究物体在空气中受力和运动的科学，涉及到空气流动的力学特性以及空气对物体的作用力。

它是航空航天行业中设计、研发和测试飞机、火箭等飞行器的关键学科。

2. 请简要描述推力和阻力的作用及其在航空航天中的应用。

答：推力是指向与飞行器运动方向相同的力，用于推动飞行器前进。

阻力是指与飞行器运动方向相反的力，用于减慢飞行器的速度。

在航空航天中，推力是用于飞行器起飞、加速和爬升的关键力量，而阻力则是用于减速、减小飞行器的速度和保持稳定飞行的重要因素。

3. 什么是重力？答：重力是地球或其他天体对物体施加的一种作用力，它使物体朝向地心运动。

在航空航天中，克服重力是实现飞行器起飞、爬升和维持飞行高度的重要任务。

4. 飞机的气动外形设计中，为什么需要考虑飞机的机翼形状？答：飞机的机翼形状直接影响飞机的升力和阻力。

合理的机翼形状可以增加飞机的升力并降低阻力，从而提高飞机的性能和燃油效率。

因此，考虑机翼形状是飞机气动外形设计中的重要因素之一。

5. 请解释什么是超音速飞行。

答：超音速飞行是指飞行器的速度超过声速的飞行状态。

声速是指声波在特定条件下的传播速度。

超音速飞行对飞行器的结构、材料和控制系统提出了更高的要求，但也可以实现更快的速度和更大的飞行高度。

6. 请简要描述航空航天工程师的职责。

答：航空航天工程师负责设计、开发和测试飞机、火箭和卫星等航空航天器件及系统。

他们需要具备扎实的数学、物理和工程知识，并能够运用这些知识来解决工程问题。

航空航天工程师还需掌握相关的设计软件和技术，能够进行工程设计和仿真分析。

7. 请举例说明航空航天工程师在工作中可能遇到的挑战。

答：航空航天工程师可能面临的挑战包括但不限于：复杂的工程问题需要解决、紧迫的工程任务需要完成、团队合作需要沟通和协调、工程项目需要按时交付、工程安全风险需要管理等。

此外，航空航天行业的技术和研发方向不断发展和变化，航空航天工程师需要不断学习和适应新技术和新方法。

《航天器结构与机构》题库及参考答案1.1什么是航天器结构？主要功能有哪些?指为航天器提供总体构型，为各分系统仪器设备提供支撑，承受和传递载荷，并保持一定刚度和尺寸稳定性的部件或附件的总称。

功能：承受载荷，安装设备，提供构型1.2什么是航天器机构？主要功能有哪些？指使航天器及其部件或附件完成规定动作或运动的机械部件。

功能：连接（压紧），释放，展开，分离，指向，承载1.3目前我国卫星的主结构采用的形式有哪些?中心承力筒结构，杆系结构，箱型板式结构，壳体结构1.4我国返回式航天器的主结构形式是什么?壳体结构：密封舱等舱体结构1.5航天器鉴定试验和验收试验有何不同？鉴定试验是初样阶段，是设计验证的最有效手段，是对设计思想和设计方法的验证验收试验是正样阶段，是对飞行产品的试验1.6什么是航天器的附件结构？特指在空间伸展在航天器本体之外的部件，如太阳翼和可展开天线。

1.7航天器机构与航天器结构的最主要区别是什么？机构指实现动作和运动的部件，结构指提供稳定构型的部件1.8航天器上的一次性机构有哪些？压紧与释放机构，展开机构，连接与分离机构1.9航天器的研制共分为哪几个阶段？可行性论证阶段，方案阶段，初样阶段，正样阶段1.10航天器的初样研制阶段工作重点是什么？通过初样产品的设计、制造和试验，对航天器结构与机构的设计进行全面鉴定，包括：设计对设计要求的符合程度；设计所采用的分析方法和分析结果的正确性；设计所采用的材料工艺的合理性和可行性；设计所需地面试验的合理性和可行性；设计的可靠性和质量保证措施，等等。

2.1 一般说，航天器承受的载荷最严重的时刻是在哪个过程？起飞（最大噪声）和跨音速时（最大气动载荷）2.2 在下面四个环境中，对航天器机构的影响最大的环境是哪个？（1）地面环境；（2）发射环境；（3）空间环境；（4）再入环境。

（2）发射环境2.3 分别简述发射环境和在轨环境对航天器结构与机构的影响。

（1）发射环境：起飞冲击与噪声：排气压力产生瞬态空气压力脉动，噪声诱发火箭和航天器振动。

一、单项选择题〔题数：50，共50.0 分〕1东方红三号属于〔〕。

〔1.0分〕1.0 分A、侦查卫星B、气象卫星C、资源卫星D、通讯卫星我的答案：D2飞机低速飞行时的马赫数可能是〔〕。

〔1.0分〕1.0 分A、5B、3C、D、我的答案：C3飞机接近失速迎角的时候会出现〔〕的现象。

〔1.0分〕1.0 分A、侧翻B、解体C、抖动D、下坠我的答案：C升力的计算不需要使用的数据是〔〕。

〔1.0分〕1.0 分A、机翼的面积B、飞机的体积C、飞机飞行速度D、所在高度的空气密度我的答案：B5后三点式起落架一般用于〔〕。

〔1.0分〕1.0 分A、民用飞机B、军事飞机C、低速飞行器D、高速飞行器我的答案：C6地球到月球大约有〔〕。

〔1.0分〕1.0 分A、12万公里B、27万公里C、38万公里D、44万公里我的答案：C7一般来说巡航速度是飞机最高速度的〔〕。

〔1.0分〕A、100%B、90%-100%C、70%-80%D、40%-50%我的答案：C8世界上第一部完全由控制系统、自动导航完成任务的第一架无人机是〔〕。

〔1.0分〕1.0 分A、V-1B、S-725C、D-8D、U-32我的答案：A9飞机加力一般用于〔〕。

〔1.0分〕1.0 分A、巡航B、紧急加速C、起飞D、降落我的答案：B10卫星的组成不包括〔〕。

〔1.0分〕1.0 分减震系统B、姿态控制系统C、电源系统D、卫星的本体我的答案：A11对旋翼产生升力影响最大的因素是〔〕。

〔1.0分〕1.0 分A、旋翼的外表积B、旋翼的剖面C、旋翼的质量D、旋翼的长度我的答案：B12〔〕的密封性较好。

〔1.0分〕1.0 分A、梁式结构B、构架结构C、整体壁板式D、单块式结构我的答案：D13中国自行制造的第一架飞机诞生于〔〕。

〔1.0分〕1.0 分A、1949年1951年C、1954年D、1957年我的答案：C14卫星轨道倾角是指〔〕的夹角。

〔1.0分〕1.0 分A、卫星预计运行平面与实际轨道平面B、卫星中轴与运行轨道平面C、卫星中轴与赤道平面D、运行轨道平面与赤道平面我的答案：D15我国首个载人宇宙飞船是〔〕。