2006年西工大飞行力学考研试题答案(A)
(西工大)航天器飞行力学7
对于给定仰角值 E，覆盖圈上星下点 B相对P点 的经纬度关系可由图7.2球面三角形 得出（即式7.3）
PN P B
co s ψ − sin ϕ sin L θ = arcco s[ ] co s ϕ co s L
ψ
（7.5） 角是卫星可见覆盖圈的角半径，它的二倍是
卫星的最大可观弧段，决定于卫星高度和仰角。
真近点角由求解开普勒方程得出。
卫星的地理经度等于卫星赤经与格林尼治的恒 星时角之差，即
λ = α − [G 0 + ω e (t − t 0 )]
G0 为起始时刻格林威治的恒星时角；
ω e 为地球自旋转速。
卫星的地心纬度与地理纬度的关系，见图7.1。地球为 椭球模型。扁率为
αe
2
地心纬度和地理纬度的转换式为
如图7.2所示。在平面 OPS内，斜距和仰角为：
ρ = [ R + r − 2rRe cosψ ]
2 e 2
2 e 2
1 2
E = arccos[r sinψ / ( R + r − 2rRe cosψ ) ]
1 2
式中
ψ
角为卫星星下点与观察点之间的地心夹角。
由图7.2的球面三角形
P N PB
，有
（7.13）
7ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ5 发射窗口
根据空间应用要求和飞行任务，在优选卫星的预定轨道 和运载火箭的弹道之后，卫星制导设计的第一项任务是 制定发射窗口。
定义：满足特定飞行任务的卫星发射时刻的集合。 是一个发射时间区间，即发射的日期、时刻及其时 间区间，在该区间内发射卫星能满足飞行任务的若干特 定要求。
航天器发射的三要素是：发射场位置、发射方位角和发 射时刻。 航天器轨道的高度、椭圆度和倾角，与发射时刻无关， 但轨道平面在空间的方位不仅与发射方位角有关，还决 定于航天器脱离地球表面的时刻。
2006年西工大飞行力学考研试题答案(A)
试题名称：飞行器飞行力学（A 卷） 试题编号： 470 说 明：所有答题一律写在答题纸上 第 1 页 共 2 页一、 填空题（30分，每小题3分）1．攻角定义为导弹速度矢量在 的投影与 夹角。
2．轴对称导弹定常飞行时的纵向平衡关系式为 。
3．铅垂平面内弹道曲率半径与法向过载的关系式为 。
4．极限过载与临界迎角的关系式为 。
5．前置量导引法的导引关系式为 。
6．阵风干扰将产生 和 运动参数的初始偏差。
7．用动力系数描述的纵向短周期扰动运动动态稳定条件为 。
8．引入滚转角和滚转角速度信号的自动驾驶仪调节规律为 。
9．纵向阻尼动力系数的表达式为 。
10．轴对称导弹的主要理想操纵关系式为 。
二、问答题（30分，每小题5分）1．导弹在水平面内作侧滑而无倾斜飞行的方案有哪些？其理想控制关系式分别是怎样的？2．何谓横向静稳定性？影响飞航式导弹横向静稳定性的因素有哪些？3．前置量导引法的前置角ε∆的选取原则是什么？4．影响导弹反应舵偏的过渡过程品质指标有哪些？影响它们的传递参数分别主要是什么？5．为什么要在法向过载反馈的纵向姿态运动回路中加入限幅器？6．导弹按理想弹道飞行，其过载应满足怎样的关系式？三、分析讨论题（45分，每小题15分）1．已知调节规律z K K ϑϑδϑϑ∆=∆+∆ ，由反应此舵偏信号的zϑϑδ∆∆∆ 、、参数偏差的过渡过程曲线，讨论在ϑ∆参数偏差还为正时，舵面便出现了负偏值，即出现提前偏舵的现象、原因和结果。
2．分析弹道倾角对侧向动态稳定性的影响。
3．分析面对称导弹当存在绕1ox 轴的滚动角速度1x ω时，产生相对于1oy 轴的偏航力矩的物理成因。
试题名称：飞行器飞行力学（A 卷） 试题编号： 470 说 明：所有答题一律写在答题纸上 第 2 页 共 2 页四、 推导与证明题（25分，1小题9分，2小题9分，3小题7分）1．用矩阵法推导地面坐标系与弹道固连坐标系之间的方向余弦关系。
2．证明无倾斜稳定的导弹在外干扰作用下始终存在滚转角的稳态偏差值。
2006年西工大飞行力学考研试题答案(B卷)
2006年硕士研究生入学考试试题答案（B 卷）一、 填空题（30分，每小题3分）1．侧滑角定义为导弹速度矢量与 纵向对称平面的夹角。
2．面对称导弹定常飞行时的航向平衡关系式为0y y y y m m δβαδ+=。
3．弹道转弯速率与法向过载的关系式为2cos z d gn dt V νψθ=-, ()2cos y d gn dt Vθθ=-。
4．极限过载与临界迎角的关系式为1(sin )L L y L n P qSC Gααα=+。
5．半前置量导引法的导引关系式为12T T R Rεεε=-∆∆ 。
6．阵风干扰将产生攻角和侧滑角运动参数的初始偏差。
7．用扰动运动的特征根描述扰动运动动态稳定的充要条件是所有根或根的实部都为负。
8．引入俯仰角和俯仰角速度信号的自动驾驶仪调节规律为zK K ϑϑδϑϑ=+ 。
9．下洗动力系数的表达式为2425,z z zz zM M a a J J δα''=-=-。
10．面对称导弹的主要理想操纵关系式为120,0v v εθθεγγ**=-==-=。
二、1．(1)给定弹道倾角的方案飞行,其理想控制关系式为1()0t εθθ*=-=（2）给定俯仰角的方案飞行，其理想控制关系式为1()0t εϑϑ*=-=（3）给定攻角的方案飞行，其理想控制关系式为1()0t εαα*=-=（4）给定法向过载的方案飞行，其理想控制关系式为221()0y y n n t ε*=-=（5）给定法向过载的方案飞行，其理想控制关系式为1()0H H t ε*=-=2.假定由于某种原因导弹突然向右倾斜了某一角度γ，因升力Y 总在纵向对称平面内，故当导弹倾斜时，会产生水平分量sin Y γ，它使飞机作侧滑飞行，产生正的侧滑角。
若0x m β<，则0x m ββ<，于是该力矩使导弹具有消除由于某种原因所产生的向右倾斜运动的趋势，因此，若0x m β<，则导弹具有横向静稳定性；若0x m β>，则导弹是横向静不稳定的。
西北工业大学理论力学习题答案(完整资料).doc
第1章：静力学的基本概念
第二章：平面基本力系
第三章：平面任意力系
第五章：空间基本力系
第六章：空间任意力系
第七章：重 心
第八章:点的运动
第九章:刚体的基本运动
第十章:点的复合运动
第十一章:刚体的平面运动第十 Nhomakorabea章:刚体的转动合成
第十四章:质点动力学基础
第十五章:质点的振动
第十七章:动能定理
第十八章:动量定理
第十九章:动量矩定理
第二十章:碰撞理论
第二十一章:达朗伯原理
第二十二章:虚位移原理
飞行器结构动力学试题2006
本人知晓我校考场规则和违纪处分条例的有关规定，保证遵守考场 规则，诚实做人。 本人签字： 编号：
西北工业大学考试试题（卷）
200 －200
开课学院 考试日期 考生班级 一、填空题（共 20 分） 1．如图 1 所示是一简谐振动曲线，该简谐振动的频率为 起到曲线上 点表示为完成一次全振动。
x/cm 2 1 0 -1 －2 A D B 0.4 0.8 C 图 1 E F 1.2 G H 1.6 t/s
EA 1 1 ， ，用集中质量方法（两个质点） l 1 1
L
图 4
教务处印制 共 2 页 第 2 页
பைடு நூலகம்
图
2
四、 （20 分） 估算导弹轴向频率的简化模型如图 3 所示， 求图示系统的频率和振型 （提 示半定系统） 。
k M M
k M
图 3 五、 （20 分）如图 4 一端固定一端自由的纵向杆，杆的抗拉刚度为 EA，质量密度为 ρ，长度为 L,求解： 1、写出杆的纵向振动方程和边界条件； 2、已知杆的单元刚度矩阵为： k 求杆的纵向振动频率（两阶频率） 。
学年第
学期
开 闭
成 绩
学时
A B
航天学院 2006 年 6 月
课程
飞行器结构动力学 小时 考试形式（ 姓 ） （
考试时间 学 号
）卷
名
Hz，从 A 点算
2．一弹簧振子，周期是 0．5s，振幅为 2cm，当振子通过平衡位置向右运动时 开始计时，那么 2 秒内振子完成_________次振动，通过路程_________cm。 3．单自由有阻尼系统的自由振动中，当阻尼因子ζ _____时，系统为衰减的简 谐振动；当阻尼因子ζ _____时，系统为振动与否的临界状态，称为_________情况； 当阻尼因子ζ _____时，系统__________________，称为_________情况。
西北工业大学飞行器稳定性与操纵性考试试题
西北工业大学飞行器稳定性与操纵性考试试题编号：西北工业大学考试试题（卷）开课学院航空学院课程飞行器稳定性与操纵性学时36考试日期考试时间 2 小时考试形式（）（）卷注：1. 命题纸上一般不留答题位置，试题请用小四、宋体打印且不出框。
2. 命题教师和审题教师姓名应在试卷存档时填写。
共2页第1页西北工业大学命题专用纸共2页第2页西北工业大学考试试题答案及评分标准开课学院航空学院课程飞行器稳定性与操纵性学时36考试日期考试时间 2 小时考试形式（）（）一、名词解释（6×5）1、纵向平衡曲线纵向定常直线飞行中，俯仰力矩平衡时，升降舵（平尾）偏角与飞行速度或迎角之间的关系曲线2、上反效应定常侧滑直线飞行中，上反角的横向静稳定性作用3、副翼操纵反效刚度小的机翼，在动压大的情况下，偏转副翼引起的附加气动载荷作用在机翼刚性轴之后，引起机翼的扭转变形，削弱了副翼滚转操纵的效果。
随着动压的增加，相同副翼偏角引起的机翼扭转变形增大，副翼的操纵效率更低。
当动压达到某一临界动压值时，副翼的操纵效率为零。
随着动压进一步增大，左压杆却出现右滚力矩，副翼操纵反效4、模态扰动运动特征方程的每一个实根或每一对共轭复根描述的运动5、机翼自转当飞机大于失速迎角飞行时，右滚转时，虽然右机翼的迎角大于左机翼的迎角，但是由于失速，胜利反而小于左翼，此时的横向力矩将加速飞机的滚转二、问答（10，9，10，8，6，7）评分视具体答题情况而定1、平尾对正常式布局飞机（平尾在机翼之后）俯仰力矩的三个作用是什么？答：（1）改变飞机的零升力矩系数大小，甚至使它由负值变为正值（2）偏转平尾（升降舵），是飞机在不同迎角下取得俯仰力矩的平衡（3）改变俯仰力矩曲线的斜率，通过使飞机焦点后移来使飞机具有纵向静稳定性2、飞机设计时决定重心后限位置的因素有哪些？答：（1）为使飞机具有纵向静稳定性，重心必须在飞机焦点之前（2）为使飞机具有纵向松杆静稳定性，重心必须在松杆中性点之前（3）定常曲线飞行时，为使，重心必须在握杆机动点之前（4）定常曲线飞行时，为使，重心必须在松杆机动点之前3、推导飞机小扰动运动方程组所采用了哪些简化假设？答：（1）关于地球的假设，地球是静止不动的平面（2）关于飞机的假设，飞机是刚体，且质量为常数（3）大气为平静的标准大气（4）所选坐标系为原点与质心重合的机体坐标系（5）飞机质量分布对称（6）小扰动假设（7）飞机具有对称面，质量和外形都对称（8）基准运动中，飞机的运动平面、对称面、铅垂面合一（9）基准运动为定直飞行（10）准定常假设4、什么是气流坐标轴系？什么是惯用的机体坐标轴系？答：气流坐标轴系：原点在飞机质心，轴沿飞机速度方向，轴在飞机对称面上垂直于轴指向下方，轴垂直于、，指向右方惯用的机体坐标轴系：原点在飞机质心，轴平行于机身轴线或对称面机翼弦线，指向前方，轴垂直对称面，指向右翼，轴在飞机对称面内，垂直于轴指向下方，且与、形成右手坐标系统5、横侧扰动运动有哪些典型模态？其特点是什么？答：（1）对应模值大实根的滚转收敛模态，特点是衰减快、滚转比偏航和侧滑大得多的非周期运动（2）对应模值小实根的螺旋模态，特点是半衰时长、带滚转、接近零侧滑的偏航非周期运动（3）对应复根的荷兰滚模态，特点是中等阻尼、频率较快、既滚转又偏航带侧滑的周期性运动6、飞机纵向静稳定性导数是什么？它的变化对飞机纵向动稳定性及操纵性的影响是什么？答：飞机纵向静稳定性导数是或。
飞行力学06-07A 试卷
装订线3、简述水平尾翼的作用。
4、解释铰链力矩及写出其系数表达式，并写出各个参数的代表什么。
5、简述松杆机动点的物理含义及其与()F sgx 的关系式。
6简述差动副翼及其意义。
7、简述飞机受扰后纵向的典型模态。
四、计算题（本题15分）已知某飞机质量为84000（N ），机翼面积S=30()2m ，在H=6000（m ）上以V=240（m/s ）作定直平飞，此时的极曲线20.010.1x y c c =+，试求此时的发动机的需用推力p x P ？若在飞行过程中该机抛掉重量为G=6000（N ）的副油箱且发动机推力变为原来的1.5倍进行定直爬升，而且在抛掉副油箱前后升阻比没变化，速度保持不变，求此时的上升角和上升率？（设迎角不变，空气密度 ()30.65969/kg m ρ= ，()316.5/a m s =）得分阅卷人装订线五、计算题（本题10分）某飞机重量为G=55000（N ），机翼面积为S=30（2m ）在H=6000（m ）上以4f n =作正常盘旋，若此时的升力系数0.25y c =，试求此时的盘旋半径R 和盘旋一周所用的时间T 以及滚转角s γ。
若设俯仰角4rad ϑ≈，求此时的角速度x y z w w w 、、。
六、计算题（本题10分）某机主要参数如下：()()()2090000,28,4, 1.5,2.5,0.6, 2.0,0.04,0zpw Ay z zz z G N S m bm L c m m m m ϖααϕ======-=-=-=试求该机在高度()6000H m =、 1.2M =时定直飞行状态下的的平尾配平偏角ϕ。
若该机转入纵向定常曲线飞行，求yn ϕ及5y n =时的平尾偏角。
（()29.8/g m s =）得分阅卷人得分阅卷人。
2006西北工业大学考研题答案
一、简答题（每题10 分，共50 分）1. 试从结合键的角度，分析工程材料的分类及其特点。
答：金属材料：主要以金属键为主，大多数金属强度和硬度较高，塑性较好。
陶瓷材料：以共价键和离子键为主，硬、脆，不易变形，熔点高。
高分子材料：分子内部以共价键为主，分子间为分子键和氢键为主。
复合材料：是以上三中基本材料的人工复合物，结合键种类繁多。
性能差异很大。
2. 位错密度有哪几种表征方式？答：有两种方式：体密度，即单位体积内的位错线长度；面密度，即垂直穿过单位面积的位错线根数。
3. 陶瓷晶体相可分为哪两大类？有何共同特点？答：氧化物陶瓷和硅酸盐陶瓷。
特点：1. 结合键主要是离子键，含有一定比例的共价键；2. 有确定的成分，可以用准确的分子式表达；3. 具有典型的非金属性质。
4. 冷轧纯铜板，如果要求保持较高强度，应进行何种热处理？若需要继续冷轧变薄时，又应进行何种热处理？答：保持较高强度则应进行低温退火，使其只发生回复，去除残余应力；要继续冷变形则应进行高温退火，使其发生再结晶，以软化组织。
5. 扩散激活能的物理意义为何？试比较置换扩散和间隙扩散的激活能的大小。
答：扩散激活能的物理意义是原子跃迁过程中必须克服周围原子对其的阻碍，即必须克服势垒。
相比而言，间隙扩散的激活能较小。
二、作图计算题（每题15 分，共60 分）1. 已知碳在γ －Fe 中扩散时， D 0 ＝2.0 × 10 － 5 m 2 /s ，Q ＝ 1.4 ×10 5 J/mol 。
当温度由927 ℃上升到1027 ℃时，扩散系数变化了多少倍？（R ＝8.314 J/(mol.K) ）答：2. 已知某低碳钢σ 0 =64KPa ，K=393.7 ，若晶粒直径为50μm ，该低碳钢的屈服强度是多少？答：由霍尔－配奇公式得：3. 试计算BCC 晶体最密排面的堆积密度。
答：BCC 密排面为｛110 ｝面，其面积为：｛110 ｝面上被原子占据的面积为（两个原子）：堆积密度：4. 和均位于Fcc 铝的(111) 晶面上，因此理论上和的滑移均是可能的。
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试题名称：飞行器飞行力学（A 卷） 试题编号： 470 说 明：所有答题一律写在答题纸上 第 1 页 共 2 页
一、 填空题（30分，每小题3分）
1．攻角定义为导弹速度矢量在 的投影与 夹角。
2．轴对称导弹定常飞行时的纵向平衡关系式为 。
3．铅垂平面内弹道曲率半径与法向过载的关系式为 。
4．极限过载与临界迎角的关系式为 。
5．前置量导引法的导引关系式为 。
6．阵风干扰将产生 和 运动参数的初始偏差。
7．用动力系数描述的纵向短周期扰动运动动态稳定条件为 。
8．引入滚转角和滚转角速度信号的自动驾驶仪调节规律为 。
9．纵向阻尼动力系数的表达式为 。
10．轴对称导弹的主要理想操纵关系式为 。
二、问答题（30分，每小题5分）
1．导弹在水平面内作侧滑而无倾斜飞行的方案有哪些？其理想控制关系式分别是怎样的？
2．何谓横向静稳定性？影响飞航式导弹横向静稳定性的因素有哪些？
3．前置量导引法的前置角ε∆的选取原则是什么？
4．影响导弹反应舵偏的过渡过程品质指标有哪些？影响它们的传递参数分别主要是什么？
5．为什么要在法向过载反馈的纵向姿态运动回路中加入限幅器？
6．导弹按理想弹道飞行，其过载应满足怎样的关系式？
三、分析讨论题（45分，每小题15分）
1．已知调节规律z K K ϑϑδϑϑ∆=∆+∆ ，由反应此舵偏信号的z
ϑϑδ∆∆∆ 、、参数偏差的过渡过程曲线，讨论在ϑ∆参数偏差还为正时，舵面便出现了负偏值，即出现提前偏舵的现象、原因和结果。
2．分析弹道倾角对侧向动态稳定性的影响。
3．分析面对称导弹当存在绕1ox 轴的滚动角速度1x ω时，产生相对于1oy 轴的偏航力矩的物理成因。
试题名称：飞行器飞行力学（A 卷） 试题编号： 470 说 明：所有答题一律写在答题纸上 第 2 页 共 2 页
四、 推导与证明题（25分，1小题9分，2小题9分，3小题7分）
1．用矩阵法推导地面坐标系与弹道固连坐标系之间的方向余弦关系。
2．证明无倾斜稳定的导弹在外干扰作用下始终存在滚转角的稳态偏差值。
3．写出按给定俯仰角的方案飞行的导弹运动方程组。
五、 计算题（20分，每小题10分）
1．已知某瞬时目标和导弹之间的距离为500m,目标速度为500m/s ，导弹速度为600 m/s ，目标作等速水平直线飞行，导弹作等速飞行，︒=450q ,采用比例导引，要获得直线弹道，此时应满足什么条件？（铅垂平面内） 2．已知导弹在基准弹道的某一特性点上的各动力系数如下： 222425343524332.1256
45.3970.5720.9430.114
0.0290.005a a a a a a a ===='=== 求与之相应的特征方程。