2025年大学《空间科学与技术》专业题库—— 太空飞行器制造与星际机械工程.docxVIP

2025年大学《空间科学与技术》专业题库——太空飞行器制造与星际机械工程

考试时间：______分钟总分：______分姓名：______

一、选择题（每题2分，共20分）

1.下列哪种材料不适合用于制造需要在高温环境下工作的太空飞行器部件？

A.铝合金

B.钛合金

C.碳纤维复合材料

D.超高温陶瓷

2.在太空飞行器结构设计中，下列哪种结构形式通常具有较高的强度和刚度？

A.桁架结构

B.网状结构

C.薄壁结构

D.以上都不对

3.下列哪种制造工艺属于太空飞行器制造的特种工艺？

A.普通铸造

B.真空热处理

C.普通机加工

D.自动焊接

4.增材制造（3D打印）技术在太空飞行器制造中的主要优势是什么？

A.提高制造成本

B.减少材料用量

C.制造复杂结构

D.增加制造成本

5.下列哪种因素不属于空间环境对太空飞行器的主要影响？

A.辐射

B.大气阻力

C.微流星体撞击

D.温度变化

6.星际探测器常用的驱动方式是什么？

A.液体燃料火箭发动机

B.固体燃料火箭发动机

C.电力驱动

D.以上都不对

7.太空飞行器结构设计中，为了保证结构的稳定性，通常需要考虑哪些因素？

A.强度、刚度

B.重心位置、几何形状

C.材料性能、制造工艺

D.以上都是

8.有限元分析在太空飞行器结构设计中的作用是什么？

A.用于材料的力学性能测试

B.用于结构的强度、刚度、稳定性分析

C.用于飞行器的轨道计算

D.用于飞行器的姿态控制

9.太空飞行器制造中，精密机加工的主要目的是什么？

A.提高制造成本

B.制造复杂形状的部件

C.保证部件的尺寸精度和表面质量

D.减少材料用量

10.下列哪项技术不属于星际机械工程的研究范畴？

A.驱动技术

B.控制技术

C.导航技术

D.飞行器发射技术

二、填空题（每空1分，共10分）

1.太空飞行器常用的材料包括______、______、______等。

2.空间环境的主要特点包括______、______、______等。

3.太空飞行器制造工艺的优化主要目的是提高______、______、______。

4.星际探测器的主要任务包括______、______、______等。

5.太空飞行器结构设计中，通常采用______、______等方法进行强度分析。

三、简答题（每题5分，共20分）

1.简述铝合金、钛合金、复合材料在太空飞行器制造中的各自特点和适用范围。

2.简述太空飞行器结构设计的基本原则。

3.简述太空飞行器制造中，真空热处理工艺的原理和作用。

4.简述星际探测器机械系统的设计要点。

四、计算题（10分）

假设一个太空飞行器部件受到一个10kN的轴向拉伸载荷，部件的长度为1m，截面积为100mm2，材料的弹性模量为70GPa。请计算该部件的应力和应变。

五、论述题（20分）

论述增材制造（3D打印）技术在太空飞行器制造中的应用前景和面临的挑战。

试卷答案

一、选择题

1.D

2.A

3.B

4.C

5.B

6.C

7.D

8.B

9.C

10.D

二、填空题

1.铝合金，钛合金，复合材料

2.辐射，微流星体，温度变化

3.效率，质量，精度

4.探测，研究，采样

5.有限元分析，力学计算

三、简答题

1.解析思路：分别阐述铝合金（轻质、高强度、良好的耐腐蚀性，适用于结构件）、钛合金（高温强度好、耐腐蚀性强，适用于高温部件）、复合材料（比强度高、可设计性强，适用于大面积结构）的特点和适用范围。

2.解析思路：阐述轻量化、高可靠性、结构刚度、热稳定性、抗空间环境损伤等基本原则。

3.解析思路：阐述真空热处理可以在无氧环境下进行，避免氧化，适用于钛合金、高温合金等特殊材料的处理，以提高其性能。

4.解析思路：阐述需考虑结构可靠性、环境适应性、任务需求、功耗、维护性等方面。

四、计算题

应力=载荷/截面积=10kN/100mm2=100N/mm2=100MPa

应变=应力/弹性模量=100MPa/70GPa=100/70000=1.43×10?3

五、论述题

解析思路：首述增材制造在太空飞行器制造中