北航《航空航天概论》考核要求

北航《航空航天概论》考核作答

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：现代飞机的气动布局有很多种，主要有：（1）布局、（2）鸭式布局、（3）无尾布局、（4）三翼面布局、（5）飞翼布局等。

（1）自从有了第一架飞机以来，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”。

（2）鸭式布局，是一种十分适合于超音速空战的气动布局。早在二战前，前苏联已经发现如果将水平尾翼移到主翼之前的机头两侧，就可以用较小的翼面来达到同样的操纵效能，而且前翼和机翼可以同时产生升力，而不像水平尾翼那样，平衡俯仰力矩多数情况下会产生负升力。早期的鸭式布局飞起来像一只鸭子，“鸭式布局”由此得名。

（3）无平尾、无垂尾和飞翼布局也可以统称为无尾布局。对于无平尾布局，其基本优点为超音速阻力小和飞机重量较轻，但其起降性能及其它一些性能不佳，总之以常规观点而言，无尾布局不能算是一种理想的选择。然而，随着隐身成为现代军用飞机的主要要求之一以及新一代战斗机对超音速巡航能力的要求，使得无尾——特别是无垂尾形式的战斗机方案越来越受到更多的重视。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”。

（4）三翼面布局形式可以说最早出现在六十年代初，米高扬设计局由米格-21改型而得的Е-6Т3和Е-8试验机。三翼面的采用使得飞机机动性得到提高，而且宜于实现直接力控制达到对飞行轨迹的精确控制，同时使飞机在载荷分配上也更趋合理。俄罗斯的苏－34、苏－37和苏-47都采用这种布局。早在二战期间，美国和德国就开始研究这种布局的飞机。（5）现代采用飞翼布局的最新式飞机，就是大名鼎鼎的美国B－2隐型轰炸机。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，据说B－2在雷达上的反射面积只有同类大小飞机的百分之一。变后掠布局较好的兼顾了飞机分别在高速和低速状态下对气动外形的要求，在六七十年代曾得到广泛应用，但由于变后掠结构所带来的结构复杂性、结构重量的激增，再加上其它一些更为简单有效的协调飞机高低速之间矛盾的措施的使用，在新发展的飞机中实际上已经很少有采用这种布局形式的例子了

2. 简述直升机是如何实现前飞、后飞、上飞和下飞的？（20分）

答：直升机发动机驱动旋翼提供升力，把直升机举托在空中，主发动机同时也输出动力至尾部的小螺旋桨，机载陀螺仪能侦测直升机回转角度并反馈至尾桨桨，通过调整小螺旋桨的螺距可以抵消大螺旋桨产生的不同转速下的反作用力。

通过称为“倾斜盘”的机构可以改变直升飞机的旋翼的桨叶角，从而实现旋翼周期变距，以此改变旋翼旋转平面不同位置的升力来实现改变直升机的飞行姿态，再以升力方向变化改变飞行方向。同时，直升机升空后发动机是保持在一个相对稳定的转速下，控制直升机的上升和下降是通过调整旋翼的总距来得到不同的总升力的，因此直升机实现了垂直起飞及降落。

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：宇宙飞船基本的结构系统有通信系统、电源系统、温控系统、遥测系统、姿态控制系统、变轨系统和推进剂等。用途：宇宙飞船，是一种运送航天员、货物到达太空并安全返回的一次性使用的航天器。它能基本保证航天员在太空短期生活并进行一定的工作。它的

运行时间一般是几天到半个月，一般乘2 到3 名航天员。结构：航天飞机基本结构，是由一个轨道器、一个外储箱和两个固体火箭助推器所组成，通常所说的航天飞机就是指轨道器。航天飞机每飞行一次就要扔掉一个外储箱，而固体火箭助推器和轨道器仍能重复使用。轨道器可以重复使用100 次，助推器可以重复使用20 次。因此当前的航天飞机是一种部分可重复使用的第一代空间运输工具。用途：航天飞机（又称为太空梭或太空穿梭机）是可重复使用的、往返于太空和地面之间的航天器，结合了飞机与航天器的性质。它既能代表运载火箭把人造卫星等航天器送入太空，也能像载人飞船那样在轨道上运行，还能像飞机那样在大气层中滑翔着陆。航天飞机为人类自由进出太空提供了很好的工具，它大大降低航天活动的费用。航天飞机广泛用以,进行空间交会、对接、停靠、空间科学实验、发射回收或检修卫星。

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：无人机按续航时间和航程的长短，可分为四大类型：长航时无人机、中程无人机、短程无人机和近程无人机。发展的趋势：智能化、武装化、远程化、隐身化、发展的趋势：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：定义：用于大城市与中、小城市或中、小城市之间航线上的小型旅客机；称为支线航空。现状：我国航空业已有五十年的发展历程，在党和国家的一重视下，已经培养了一支勇于奋进、具有相当技术水平的科研生产队伍；建成了具有相当规模、专业航空技术配套的科研生产基地。航空制造部门已在预先研究重点型号工艺攻关及新技术推广中取得了丰硕的成果；部分主要航空工厂通过型号技改、转包生产，引进了一批先进技术和工艺设备；少数工厂已初步应用了计算机局域网络、信息集成技术、异地无纸设计制造以及并行工程等先进技术。整个航空制造业已基本具备了第三代战斗机和第二代支线客机及其配套装置和研制、生产能力，并拥有一定的生产力。发展趋势：加快新型材料、新结构的关键制造技术；用信息技术改造传统的航空制造业，实现航空制造技术的现代化、信息化和集成化。发展状况：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。中国支线飞机市场的前景是光明的，道路是弯曲的。