2025年航空宇航科学与技术考研飞行力学模拟试卷（含答案）.docxVIP

2025年航空宇航科学与技术考研飞行力学模拟试卷（含答案）

考试时间：______分钟总分：______分姓名：______

一、选择题（每小题2分，共10分。请将正确选项的字母填在括号内）

1.在飞行器质心平动参考系中，描述质点系惯性力系的原理是：

(A)达朗贝尔原理

(B)牛顿第二定律

(C)惯性坐标系下的运动方程

(D)欧拉动力学方程

2.飞行器绕其对称轴作定常转动，若转动轴位于质心，且空气动力的主向量（合力）通过质心，则飞行器只可能发生：

(A)进动

(B)滚转

(C)偏航

(D)不发生任何运动

3.飞行器静稳定性裕度通常用静稳定度系数(Cm0)来衡量，其值为负时，表示：

(A)飞行器处于静不稳定状态

(B)飞行器处于静稳定状态，且稳定性裕度较小

(C)飞行器处于静稳定状态，且稳定性裕度较大

(D)飞行器操纵性一定好

4.在小扰动理论下，影响飞行器短周期运动（围绕速度矢量轴的振荡）时间常数的主要参数是：

(A)升力系数对迎角的导数(dC_L/dα)

(B)阻力系数对迎角的导数(dC_D/dα)

(C)压力中心对迎角的导数(dX_0/dα)

(D)垂直尾翼面积

5.飞行器长周期运动主要描述的是：

(A)围绕俯仰轴的短周期振荡

(B)围绕滚转轴的短周期振荡

(C)在水平面内围绕速度矢量轴的进动和偏航的耦合运动

(D)围绕偏航轴的短周期振荡

二、填空题（每小题3分，共15分。请将答案填在横线上）

1.描述刚体三维运动的三个独立参量，例如________、俯仰角和偏航角。

2.根据欧拉动力学方程，绕质心轴的空气动力矩M与该轴的________之比，定义为此轴的惯性矩。

3.飞行器静稳定性导数Cm0=-qSxc_l，其中S是参考面积，x_c是压力中心到质心的距离，c_l是升力系数对攻角的导数。该导数Cm0为负，表示飞行器具有静稳定性。

4.飞行器短周期运动方程中，升力系数对迎角的导数(dC_L/dα)和飞机质量m以及参考面积S的比值，决定了短周期时间常数。

5.若飞行器在水平直线匀速飞行，其运动状态可视为________的平衡状态。

三、计算题（共65分）

1.（10分）质量为m的质点在惯性坐标系中运动，其运动方程为r=Rcost,φ=ωt，其中R为常量，ω为常量。求质点所受的惯性力。

2.（15分）一刚体绕质心作规则进动，已知进动角速度ω_p，章动角速度ω_theta，自转角速度ω_psi。设刚体对质心的主惯量矩阵为I=[IxxIxyIxz;IyxIyyIyz;IzxIyzIzz]，其中IxxIyyIzz。求刚体质心的科里奥利惯性力矩T_coriolis。

3.（15分）一架飞机在标准大气中以Ma=0.8的速度做水平直线匀速飞行，机长L=15m，翼展b=12m，平均气动弦长a=2m。假设飞机的升力系数Cl=1.0，阻力系数Cd=0.03，静稳定度系数Cm0=-0.05，静稳定度导数Cm0=-0.1(单位：1/deg)。求飞机在迎角α=2°时：

（1）飞机所受的升力、阻力和俯仰力矩。

（2）判断飞机在此迎角下的静稳定性。

4.（25分）飞行器在水平面内做小扰动运动，其状态方程为：

```

[q][0-1/gV00][q]

[α]=[qS/(mV)0-1/gV0][α]

[ψ][qSx_c/(mV)00-1][ψ]

[q][qS(I_y)/Io0qS(I_z-I_x)/(mV*I_x)0][q]

```

其中q为角速度，α为迎角，ψ为偏航角，q为迎角速率。g为重力加速度，V为飞行速度，m为飞机质量，S为参考面积，x_c为压力中心到质心的距离，I_x,I_y,I_z为飞机对质心的主惯性矩。设初始条件为q(0)=0,α(0)=0.01rad,ψ(0)=0,q(0)=0。若qS/(mV)=-0.5,qSx_c/(mV)=0.1,qS(I_z-I_x)/(mV*I_x)=-0.2。试用龙格-库塔法（四阶）求解t=5s