航空动力学阶段考试题及全解答案

航空动力学阶段考试题及全解答案

一、单选题（每题1分，共20分）

1.下列关于翼型升力系数的描述，正确的是（）（1分）A.随着攻角的增大而线性减小B.只与翼型的形状有关，与攻角无关C.在失速攻角时达到最大值D.与飞行速度成正比【答案】C【解析】翼型升力系数在失速攻角时达到最大值

2.航空机翼产生升力的主要原因是（）（1分）A.空气密度增加B.翼型上下表面的压力差C.飞行速度减小D.空气粘性减小【答案】B【解析】翼型上下表面的压力差是产生升力的主要原因

3.下列哪种流动状态属于层流（）（1分）A.雷诺数大于临界雷诺数B.雷诺数小于临界雷诺数C.流体完全静止D.流体湍流剧烈【答案】B【解析】雷诺数小于临界雷诺数时，流动状态属于层流

4.下列关于马赫数的描述，正确的是（）（1分）A.马赫数小于1时，为超音速飞行B.马赫数等于1时，为跨音速飞行C.马赫数大于1时，为亚音速飞行D.马赫数与飞行高度无关【答案】B【解析】马赫数等于1时，为跨音速飞行

5.下列哪种情况会导致飞机失速（）（1分）A.攻角过小B.攻角过大C.飞行速度过高D.空气密度过大【答案】B【解析】攻角过大时会导致飞机失速

6.航空发动机的推力主要来源于（）（1分）A.空气压缩B.燃料燃烧C.高温燃气膨胀D.空气稀薄【答案】C【解析】航空发动机的推力主要来源于高温燃气膨胀

7.下列关于飞机舵面的描述，正确的是（）（1分）A.升降舵用于控制飞机的俯仰B.舵面只能改变飞机的侧滑角C.舵面不能改变飞机的滚转D.舵面与飞机的升力无关【答案】A【解析】升降舵用于控制飞机的俯仰

8.下列哪种情况会导致飞机抖振（）（1分）A.飞行速度过低B.飞行速度过高C.空气密度过大D.空气密度过小【答案】B【解析】飞行速度过高时会导致飞机抖振

9.下列关于飞机翼尖小翼的描述，正确的是（）（1分）A.翼尖小翼可以增加升力B.翼尖小翼可以减小升力C.翼尖小翼与飞机的阻力无关D.翼尖小翼只能改变飞机的滚转【答案】A【解析】翼尖小翼可以增加升力

10.下列哪种情况会导致飞机尾旋（）（1分）A.飞机俯仰角过小B.飞机俯仰角过大C.飞行速度过低D.飞行速度过高【答案】B【解析】飞机俯仰角过大时会导致飞机尾旋

11.下列关于飞机重心位置的描述，正确的是（）（1分）A.重心位置越靠前，飞机的稳定性越好B.重心位置越靠后，飞机的稳定性越好C.重心位置与飞机的操纵性无关D.重心位置只能通过调整配重来改变【答案】B【解析】重心位置越靠后，飞机的稳定性越好

12.下列哪种情况会导致飞机螺旋（）（1分）A.飞机俯仰角过小B.飞机俯仰角过大C.飞行速度过低D.飞行速度过高【答案】A【解析】飞机俯仰角过小时会导致飞机螺旋

13.下列关于飞机襟翼的描述，正确的是（）（1分）A.襟翼可以减小升力B.襟翼可以增加阻力C.襟翼与飞机的升力无关D.襟翼只能改变飞机的俯仰【答案】B【解析】襟翼可以增加升力

14.下列哪种情况会导致飞机失速（）（1分）A.攻角过小B.攻角过大C.飞行速度过高D.空气密度过大【答案】B【解析】攻角过大时会导致飞机失速

15.下列关于飞机翼型的描述，正确的是（）（1分）A.翼型只能增加升力B.翼型只能减小阻力C.翼型与飞机的升力无关D.翼型只能改变飞机的俯仰【答案】A【解析】翼型可以增加升力

16.下列哪种情况会导致飞机抖振（）（1分）A.飞行速度过低B.飞行速度过高C.空气密度过大D.空气密度过小【答案】B【解析】飞行速度过高时会导致飞机抖振

17.下列关于飞机尾翼的描述，正确的是（）（1分）A.尾翼只能改变飞机的俯仰B.尾翼只能改变飞机的滚转C.尾翼与飞机的升力无关D.尾翼只能改变飞机的侧滑【答案】A【解析】尾翼可以改变飞机的俯仰

18.下列哪种情况会导致飞机螺旋（）（1分）A.飞机俯仰角过小B.飞机俯仰角过大C.飞行速度过低D.飞行速度过高【答案】A【解析】飞机俯仰角过小时会导致飞机螺旋

19.下列关于飞机襟翼的描述，正确的是（）（1分）A.襟翼可以减小升力B.襟翼可以增加阻力C.襟翼与飞机的升力无关D.襟翼只能改变飞机的俯仰【答案】B【解析】襟翼可以增加升力

20.下列哪种情况会导致飞机失速（）（1分）A.攻角过小B.攻角过大C.飞行速度过高D.空气密度过大【答案】B【解析】攻角过大时会导致飞机失速

二、多选题（每题4分，共20分）

1.以下哪些因素会影响飞机的升力？（）A.攻角B.飞行速度C.空气密度D.翼型形状E.飞行高度【答案】A、B、C、D、E【解析】攻角、飞行速度、空气密度、翼型形状和飞行高度都会影响飞机的升力

2.以下哪些情况会导致飞机尾旋？（）A.飞机俯仰角过大B.飞机俯仰角过小C.飞行速度过低D.飞行速度过高E.舵面失控【答案】A、B、E【解析】飞机俯仰角过大、过小和舵面失控都会导致飞机尾旋

3.以下哪些因素会影响飞机的阻力？（）A.飞行速度B.空气密度C.翼型形状D.飞行高度E.飞机表面粗糙度【答案】A、B、C、D、E【解析】飞行速度、空气密度、翼型形状、飞行高度和飞机表面粗糙度都会影响飞机的阻力

4.以下哪些情况会导致飞机抖振？（）A.飞行速度过低B.飞行速度过高C.空气密度过大D.空气密度过小E.舵面设计不合理【答案】B、D、E【解析】飞行速度过高、空气密度过小和舵面设计不合理都会导致飞机抖振

5.以下哪些因素会影响飞机的重心位置？（）A.飞机配重分布B.飞机燃油量C.飞机载客量D.飞机形状E.飞行高度【答案】A、B、C【解析】飞机配重分布、燃油量和载客量都会影响飞机的重心位置

三、填空题（每题2分，共8分）

1.翼型产生升力的主要原因是翼型上下表面的______差（2分）【答案】压力

2.马赫数等于1时，飞机处于______飞行状态（2分）【答案】跨音速

3.飞机舵面主要用于控制飞机的______和______（2分）【答案】俯仰；滚转

4.飞机翼尖小翼的作用是______翼尖涡流，减小______（2分）【答案】减弱；诱导阻力

四、判断题（每题2分，共10分）

1.两个负数相加，和一定比其中一个数大（）（2分）【答案】（×）【解析】如-5+-3=-8，和比两个数都小

2.飞行速度越高，飞机的升力越大（）（2分）【答案】（×）【解析】飞行速度过高时，可能会产生失速，升力反而减小

3.飞机重心位置越靠前，飞机的稳定性越好（）（2分）【答案】（×）【解析】重心位置越靠后，飞机的稳定性越好

4.飞机襟翼可以减小升力（）（2分）【答案】（×）【解析】襟翼可以增加升力

5.飞机翼型只能增加升力，不能减小阻力（）（2分）【答案】（×）【解析】翼型既可以增加升力，也可以减小阻力

五、简答题（每题2分，共10分）

1.简述翼型升力的产生原理（2分）【答案】翼型升力的产生原理是翼型上下表面的压力差翼型上表面的气流速度较快，压力较低；下表面的气流速度较慢，压力较高这种压力差产生了向上的升力

2.简述飞机尾旋的成因及避免方法（2分）【答案】飞机尾旋的成因主要是飞机俯仰角过大、过小或舵面失控避免方法包括保持合适的攻角、控制好飞行速度、确保舵面功能正常等

3.简述飞机舵面的作用（2分）【答案】飞机舵面的作用是控制飞机的俯仰、滚转和侧滑升降舵控制俯仰，副翼控制滚转，方向舵控制侧滑

4.简述飞机翼尖小翼的作用（2分）【答案】飞机翼尖小翼的作用是减弱翼尖涡流，减小诱导阻力翼尖小翼使得翼尖处上表面的压力更低，下表面的压力更高，从而减少了翼尖涡流的形成，降低了诱导阻力

5.简述飞机重心位置的影响因素（2分）【答案】飞机重心位置的影响因素包括飞机配重分布、燃油量和载客量这些因素的变化都会影响飞机的重心位置，进而影响飞机的稳定性和操纵性

六、分析题（每题10分，共20分）

1.分析飞机在跨音速飞行时的特点及可能遇到的问题（10分）【答案】飞机在跨音速飞行时，马赫数接近1，此时飞机的空气动力学特性会发生显著变化主要特点包括

（1）空气密度变化剧烈，升力和阻力都会急剧变化

（2）飞机周围会出现激波，导致阻力增加

（3）飞机的操纵性会发生变化，需要特别注意可能遇到的问题包括

（1）抖振跨音速飞行时，飞机可能会出现剧烈的抖振，影响飞行安全

（2）失速攻角稍大时，飞机可能会出现失速，导致飞行不稳定

（3）超音速激波超音速飞行时，飞机周围会出现激波，导致阻力急剧增加，影响飞机的燃油效率

2.分析飞机在高速飞行时的空气动力学特点及应对措施（10分）【答案】飞机在高速飞行时，空气动力学特点包括

（1）空气密度减小，升力减小

（2）空气阻力增加，需要更大的推力

（3）马赫数增大，需要考虑超音速飞行的影响应对措施包括

（1）采用翼型设计，增加升力，减小阻力

（2）采用高效发动机，提供足够的推力

（3）采用超音速飞行技术，减少激波阻力

（4）采用空气动力学外形设计，减少阻力

七、综合应用题（每题20分，共20分）

1.假设某飞机在标准大气条件下飞行，飞行速度为800km/h，马赫数为

0.8，翼展为30m，翼型为NACA0012请计算该飞机的升力和阻力（20分）【答案】首先，需要计算空气密度标准大气条件下，海平面空气密度为

1.225kg/m³然后，计算雷诺数雷诺数的计算公式为\[\text{雷诺数}=\frac{\rho\cdotv\cdotb}{\mu}\]其中，\\rho\为空气密度，\v\为飞行速度，\b\为翼展，\\mu\为空气粘性系数标准大气条件下，空气粘性系数为

1.7894×10⁻⁵Pa·s飞行速度为800km/h，转换为m/s为\[800\text{km/h}=\frac{800\times1000}{3600}\text{m/s}=

222.22\text{m/s}\]雷诺数的计算\[\text{雷诺数}=\frac{

1.225\text{kg/m³}\times

222.22\text{m/s}\times30\text{m}}{

1.7894\times10⁻⁵\text{Pa·s}}=

4.03\times10^7\]然后，计算升力系数根据NACA0012翼型的升力系数曲线，马赫数为

0.8时的升力系数为

0.6升力的计算公式为\[\text{升力}=\frac{1}{2}\cdot\rho\cdotv^2\cdotS\cdotC_L\]其中，\S\为翼面积，\C_L\为升力系数翼面积为\[S=\text{翼展}\times\text{翼弦}=30\text{m}\times

1.2\text{m}=36\text{m²}\]升力的计算\[\text{升力}=\frac{1}{2}\cdot

1.225\text{kg/m³}\cdot

222.22\text{m/s}^2\cdot36\text{m²}\cdot

0.6=

1.14\times10^6\text{N}\]阻力的计算根据NACA0012翼型的阻力系数曲线，马赫数为

0.8时的阻力系数为

0.045阻力的计算公式为\[\text{阻力}=\frac{1}{2}\cdot\rho\cdotv^2\cdotS\cdotC_D\]其中，\C_D\为阻力系数阻力的计算\[\text{阻力}=\frac{1}{2}\cdot

1.225\text{kg/m³}\cdot

222.22\text{m/s}^2\cdot36\text{m²}\cdot

0.045=

1.06\times10^5\text{N}\]因此，该飞机的升力为

1.14×10^6N，阻力为

1.06×10^5N。