2025年大学航空航天工程（飞行器设计基础）试题及答案.doc

2025年大学航空航天工程（飞行器设计基础）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：每题只有一个正确答案，请将正确答案的序号填在括号内。(总共6题，每题5分)

1. 飞行器设计中，以下哪种布局形式具有较好的稳定性和操纵性？（ ）
A. 鸭式布局
B. 正常式布局
C. 无尾式布局
D. 三翼面布局

2. 飞机的升力主要产生于（ ）。
A. 机翼上下表面的压力差
B. 发动机的推力
C. 飞机的速度
D. 飞机的姿态

3. 飞行器的飞行性能不包括以下哪一项？（ ）
A. 速度性能
B. 高度性能
C. 航程性能
D. 隐身性能

4. 以下哪种材料常用于飞行器的结构制造？（ ）
A. 铝合金
B. 陶瓷
C. 塑料
D. 木材

5. 飞行器的操纵面不包括（ ）。
A. 副翼
B. 方向舵
C. 襟翼
D. 起落架

6. 飞机的重心位置对飞行有重要影响，重心过于靠前会导致（ ）。
A. 飞机失速
B. 飞机难以拉起
C. 飞机着陆困难
D. 飞机操纵性变差

第II卷（非选择题 共70分）

二、填空题（每题4分，共20分）
答题要求：请在横线上填写正确答案。

1. 飞行器设计的主要任务是确定飞行器的______、______、______等总体参数。
2. 机翼的主要作用是产生______，同时还具有一定的______和______作用。
3. 飞机的飞行马赫数是指飞机飞行速度与______的比值。
4. 飞行器的结构设计应满足______、______、______等要求。
5. 飞行器的动力装置主要包括______和______。

三、简答题（每题10分，共30分）
答题要求：简要回答问题，观点明确，逻辑清晰。

1. 简述飞行器设计中考虑空气动力学的重要性。
2. 说明飞机起落架的主要作用及组成部分。
3. 分析飞行器材料选择时需要考虑的因素。

四、材料分析题（20分）
答题要求：阅读材料，回答问题，分析要准确合理。

材料：在飞行器设计中，某型号飞机的机翼设计采用了超临界翼型。超临界翼型是一种在跨音速飞行时能够有效降低波阻的翼型。它的上表面较为平坦，下表面曲率较大。通过采用这种翼型，飞机在跨音速飞行时的空气动力性能得到了显著改善，提高了飞行效率和速度。

问题：
1. 超临界翼型为什么能在跨音速飞行时降低波阻？（10分）
2. 这种翼型的应用对飞机的整体性能有哪些提升？（10分）

五、综合设计题（20分）
答题要求：根据题目要求进行综合设计，设计思路要清晰，步骤合理。

假设要设计一款小型无人机，要求其具备一定的续航能力和良好的机动性。请阐述你的设计思路，包括机翼形状、动力装置选择、机身结构等方面的考虑。

答案：
1. B
2. A
3. D
4. A
5. D
6. B

二、
1. 总体布局、性能参数、结构形式
2. 升力、阻力、操纵
3. 当地音速
4. 强度、刚度、重量轻
5. 发动机、推进系统

三、
1. 空气动力学是飞行器设计的核心基础。它直接决定飞行器的升力、阻力等性能，影响飞行速度、高度、航程等关键指标。合理的空气动力学设计能提高飞行器效率，降低能耗，增强飞行安全性和稳定性，是实现飞行器良好性能的关键因素。
2. 主要作用：支撑飞机重量，实现飞机在地面的停放、滑行、起飞和着陆。组成部分：包括起落架支柱、减震器、机轮、刹车装置等。
3. 需考虑材料的强度、刚度满足结构要求，重量轻以降低飞行器整体重量提高性能，具有良好的耐腐蚀性适应不同环境，成本合理便于大规模生产，以及加工工艺性好便于制造等因素。

四、
1. 超临界翼型上表面平坦，气流流经时不易产生激波，从而降低了波阻。下表面曲率大，能保持一定的升力特性。在跨音速时，这种翼型减少了气流分离和激波的产生，有效降低波阻。
2. 提升了飞机在跨音速飞行时的效率，使飞机能够以更高速度飞行，增加了航程。同时改善了飞行性能，提高了飞机的机动性和稳定性，降低了飞行能耗。

五、机翼形状可采用大展弦比机翼，增加升力系数，提高续航。动力装置选择电动螺旋桨发动机，环保且便于控制。机身结构采用轻质复合材料，减轻重量。设计中注重优化空气动力学外形，减少阻力。合理布置设备，提高空间利用率。通过这些设计思路，有望使无人机满足续航和机动性要求。