2025年大学《空间科学与技术》专业题库—— 火箭科学与太空飞行.docxVIP

2025年大学《空间科学与技术》专业题库——火箭科学与太空飞行

考试时间：______分钟总分：______分姓名：______

一、选择题（每小题2分，共20分。请将正确选项的字母填在题干后的括号内）

1.下列哪种推进剂组合属于典型的固体火箭推进剂？（）

A.液氧与液氢

B.液氧与煤油

C.黑火药（硝石、硫磺、木炭）

D.氢化铝与液氮

2.火箭发动机产生推力的主要依据是（）。

A.热力学第二定律

B.牛顿第三定律（作用力与反作用力）

C.伯努利原理

D.马格努斯效应

3.对于近地轨道卫星，以下哪种轨道机动方式通常用于改变轨道高度？（）

A.轨道倾角变更

B.Hohmann转移轨道

C.大推力变轨

D.轨道维持

4.多级火箭设计的核心优势在于（）。

A.提高单级发动机的效率

B.减少发射前的准备时间

C.降低火箭总质量，提高运载能力

D.增加火箭的机动灵活性

5.航天器在轨道运行时，维持其姿态稳定主要依靠（）。

A.发动机推力

B.太阳帆

C.姿态飞轮或反作用飞轮

D.磁力矩器

6.液体火箭发动机中，用于存储推进剂的容器通常是（）。

A.燃烧室

B.增压泵壳体

C.贮箱

D.排气喷管

7.火箭发射时需要考虑的“发射窗口”主要受哪些因素影响？（请选择两个）

A.航天器目标轨道

B.发射场地理位置

C.地球自转

D.太阳活动周期

8.以下哪种现象是航天器再入大气层时面临的主要挑战？（）

A.微重力环境

B.高速飞行与气动加热

C.通信信号中断

D.航天器系统过载

9.在航天器轨道动力学中，Δv通常代表（）。

A.航天器质量变化率

B.轨道速度增量或变化

C.轨道高度

D.发动机比冲

10.核火箭发动机相比化学火箭发动机的主要潜在优势是（）。

A.推力更大

B.能量密度更高

C.推力矢量控制更灵活

D.对大气条件依赖性更小

二、填空题（每空2分，共20分。请将答案填在横线上）

1.火箭发动机根据推进剂形态不同，主要可分为________火箭和________火箭。

2.火箭的运载能力通常用________来衡量，它表示火箭能够将多重的有效载荷送入预定轨道。

3.根据开普勒定律，航天器在椭圆轨道上运行时，其速度在近日点处________（填“大于”、“小于”或“等于”）在远日点处的速度。

4.火箭发动机的推力主要由推进剂燃烧产生的高温高压________而产生。

5.为了使航天器能够精确指向目标，需要采用________和________等技术进行姿态控制。

6.航天器从地球发射进入轨道的过程，实质上是一个________能量转化为________能量的过程。

7.火箭的结构设计需要考虑多个因素，包括强度、刚度、轻量化和________等。

8.液体火箭发动机中，调节推力的大小通常通过改变________的流量来实现。

9.太空飞行环境中的高真空、极端温度和辐射等对航天器材料和设备提出了严苛的要求。

10.卫星从低轨道变轨到高轨道，通常需要进行________类型的轨道机动。

三、简答题（每小题5分，共20分。请简要回答下列问题）

1.简述火箭发动机推力的产生原理。

2.什么是轨道机动？列举并简要说明两种常见的轨道机动类型。

3.与液体火箭相比，固体火箭发动机有哪些主要优缺点？

4.航天器姿态控制的任务是什么？有哪些基本的控制方式？

四、计算题（每小题10分，共20分。请列出必要的公式和计算步骤）

1.假设一枚火箭需要将1吨的有效载荷送入高度为300公里的圆形近地轨道。已知地球半径为6371公里，地心引力常数为GM=3.986×10^14m^3/s^2。忽略空气阻力和火箭质量变化，试估算火箭进入轨道所需的最小初始速度（即发射速度）。（结果保留两位小数）

2.一艘航天器在半径为r1的圆形低轨道上运行，速度为v1。它需要通过一次变轨进入半径为r2的圆形高轨道。假设变轨过程在切向进行，求航天器在变轨点需要施加的切向速度增量Δv。（结果用v1、r1、r2和GM表示）

五、论述题（10分。请结合所学知识，深入分析和阐述下列问题）

试分析影响火