2025年大学（航空航天工程）飞行器动力工程阶段试题及答案.doc

2025年大学（航空航天工程）飞行器动力工程阶段试题及答案

（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：请将每小题的正确答案填写在括号内。本部分共有10个小题，每题3分。

1. 飞行器动力工程中，燃气涡轮发动机的核心部件不包括以下哪一项（ ）
A. 压气机 B. 燃烧室 C. 涡轮 D. 螺旋桨
2. 以下哪种循环是航空发动机常用的热力循环（ ）
A. 卡诺循环 B. 朗肯循环 C. 布雷顿循环 D. 斯特林循环
3. 提高航空发动机热效率的关键因素不包括（ ）
A. 提高压气机增压比 B. 增加燃烧室燃油喷射量
C. 改进涡轮冷却技术 D. 优化发动机总体结构设计
4. 飞行器动力系统的可靠性主要取决于（ ）
A. 发动机的功率大小 B. 零部件的质量和制造工艺
C. 飞行速度 D. 燃油的品质
5. 航空发动机进气道的主要作用是（ ）
A. 增加发动机的进气量 B. 提高发动机的排气速度
C. 过滤空气中的杂质 D. 降低发动机的噪音
6. 涡轮风扇发动机中，风扇的作用是（ ）
A. 增加发动机的推力 B. 提高发动机的燃油效率
C. 降低发动机的温度 D. 改变发动机的排气方向
7. 以下哪种材料常用于航空发动机高温部件（ ）
A. 铝合金 B. 钛合金 C. 镍基高温合金 D. 不锈钢
8. 飞行器动力工程中，研究发动机性能的主要参数不包括（ ）
A. 推力 B. 燃油消耗率 C. 发动机重量 D. 排气温度
9. 航空发动机控制系统的主要功能是（ ）
A. 控制发动机的启动和停车 B. 调节发动机的推力和转速
C. 监测发动机的工作状态 D. 以上都是
10. 提高飞行器动力系统燃油经济性的措施有（ ）
A. 采用先进的燃油喷射技术 B. 优化发动机的燃烧过程
C. 减轻发动机的重量 D. 以上都是

第II卷（非选择题 共70分）

（一）填空题（共15分）
答题要求：请在横线上填写正确答案。本部分共有5个小题，每题3分。

1. 航空发动机的主要性能指标包括推力、燃油消耗率、______和可靠性等。
2. 燃气涡轮发动机的工作过程包括进气、压缩、燃烧、______和排气。
3. 涡轮喷气发动机由进气道、压气机、燃烧室、涡轮和______组成。
4. 飞行器动力系统的发展趋势是提高性能、降低油耗、减少污染和提高______。
5. 航空发动机的冷却方式主要有空气冷却、______和蒸发冷却。

（二）简答题（共20分）
答题要求：简要回答问题，条理清晰。本部分共有4个小题，每题5分。

1. 简述燃气涡轮发动机的工作原理。
2. 提高航空发动机推力的方法有哪些？
3. 飞行器动力系统中，燃油系统的主要组成部分有哪些？
4. 说明航空发动机润滑系统的作用。

（三）论述题（共15分）
答题要求：结合所学知识，详细阐述观点，论述合理。
论述航空发动机技术发展对飞行器性能提升的重要意义。

（四）材料分析题（共10分）
材料：随着航空航天技术的不断发展，对飞行器动力系统的性能要求越来越高。某新型飞行器动力系统采用了先进的压气机设计，提高了增压比，同时优化了燃烧室的燃烧过程，使燃油燃烧更加充分。此外，还采用了新型的高温材料，提高了发动机的耐高温性能。
问题：请分析该新型飞行器动力系统采取上述措施后对发动机性能的影响。

（五）设计题（共20分）
答题要求：根据题目要求，设计一个合理的方案。
假设你要设计一款小型无人机的动力系统，要求满足一定的飞行性能和续航时间，请简述你的设计思路和主要部件选择。

答案：
第I卷：1. D 2. C 3. B 4. B 5. A 6. A 7. C 8. C 9. D 10. D
第II卷：（一）1. 热效率 2. 膨胀 3. 尾喷管 4. 可靠性 5. 燃油冷却
（二）1. 燃气涡轮发动机工作时，空气首先进入进气道，然后被压气机压缩，提高压力和温度。压缩空气进入燃烧室与燃油混合燃烧，产生高温高压燃气。燃气推动涡轮旋转，带动压气机工作，同时燃气在涡轮中膨胀做功，一部分能量用于带动发动机附件，剩余能量通过尾喷管排出，产生推力。
2. 提高发动机增压比、增加燃烧室的燃油喷射量和进气量、改进涡轮设计提高效率、优化发动机总体结构等。
3. 燃油箱、燃油泵、燃油滤清器、燃油控制器、喷油嘴等。
4. 润滑系统的作用是减少发动机各部件之间的摩擦和磨损，降低功率损失，提高发动机的效率和可靠性，同时带走摩擦产生的热量，防止部件过热。
（三）航空发动机技术发展对飞行器性能提升具有极其重要的意义。先进的发动机能够提供更大的推力，使飞行器的起飞重量增加、飞行速度提高、航程更远。热效率的提升可降低燃油消耗率，增加飞行器的续航时间。发动机可靠性的提高减少了故障发生概率，保障飞行安全。此外，发动机技术的进步还能使飞行器适应更复杂的飞行任务和环境，推动航空航天事业不断向前发展。
（四）采用先进压气机设计提高增压比，可使进入发动机的空气压力更高，为燃烧提供更好条件，增加燃气能量，从而提高发动机推力。优化燃烧室燃烧过程使燃油充分燃烧，释放更多能量，提高热效率，减少燃油消耗。新型高温材料提高发动机耐高温性能，能承受更高燃气温度，进一步提高发动机性能，使发动机在更高负荷下稳定工作。
（五）设计思路：首先根据无人机的飞行任务和性能要求确定所需的推力和续航时间。选择合适的发动机类型，如电动发动机或小型燃油发动机。对于电动发动机，要考虑电池的容量和性能，确保能提供足够动力并满足续航。对于燃油发动机，要设计高效的燃油供应和燃烧系统。同时，优化无人机的空气动力学外形，减少阻力。主要部件选择：若选电动发动机，搭配高性能锂电池和合适的电机。若选燃油发动机，配备燃油箱、油泵、化油器等部件，以及高效的螺旋桨以产生升力和推力。