航天器结构与机构题库及答案

《航天器结构与机构》课程的题库以及参考答案,知识还是挺全面的

《航天器结构与机构》题库及参考答案

1.1 什么是航天器结构？主要功能有哪些?

指为航天器提供总体构型，为各分系统仪器设备提供支撑，承受和传递载荷，并保持一定刚度和尺寸稳定性的部件或附件的总称。

功能：承受载荷，安装设备，提供构型

1.2 什么是航天器机构？主要功能有哪些？

指使航天器及其部件或附件完成规定动作或运动的机械部件。

功能：连接（压紧），释放，展开，分离，指向，承载

1.3 目前我国卫星的主结构采用的形式有哪些?

中心承力筒结构，杆系结构，箱型板式结构，壳体结构

1.4 我国返回式航天器的主结构形式是什么?

壳体结构：密封舱等舱体结构

1.5 航天器鉴定试验和验收试验有何不同？

鉴定试验是初样阶段，是设计验证的最有效手段，是对设计思想和设计方法的验证 验收试验是正样阶段，是对飞行产品的试验

1.6 什么是航天器的附件结构？

特指在空间伸展在航天器本体之外的部件，如太阳翼和可展开天线。

1.7 航天器机构与航天器结构的最主要区别是什么？

机构指实现动作和运动的部件，结构指提供稳定构型的部件

1.8 航天器上的一次性机构有哪些？

压紧与释放机构，展开机构，连接与分离机构

1.9 航天器的研制共分为哪几个阶段？

可行性论证阶段，方案阶段，初样阶段，正样阶段

1.10 航天器的初样研制阶段工作重点是什么？

通过初样产品的设计、制造和试验，对航天器结构与机构的设计进行全面鉴定，包括：设计对设计要求的符合程度；设计所采用的分析方法和分析结果的正确性；设计所采用的材料工艺的合理性和可行性；设计所需地面试验的合理性和可行性；设计的可靠性和质量保证措施，等等。

2.1 一般说，航天器承受的载荷最严重的时刻是在哪个过程？

起飞（最大噪声）和跨音速时（最大气动载荷）

2.2 在下面四个环境中，对航天器机构的影响最大的环境是哪个？（1）地面环境；（2）发射环境；（3）空间环境；（4）再入环境。

（2）发射环境

2.3 分别简述发射环境和在轨环境对航天器结构与机构的影响。

（1）发射环境：

起飞冲击与噪声：排气压力产生瞬态空气压力脉动，噪声诱发火箭和航天器振动。

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最大气动载荷：在火箭飞行速度达到亚音速或超音速时，气流产生巨大压力脉动，

使火箭产生像梁一样的低频弯曲振动。

分离引起的动载荷：发动机熄火与点火、级间分离、整流罩脱落、星箭分离等会引

起航天器瞬态振动。

稳态加速度飞行：火箭和航天器受到稳态惯性力作用，惯性力方向与飞行方向相反。

非正常条件：发射失败，逃逸塔火箭点火，航天员逃离火箭。

（2）在轨环境：

工作环境：机构运动引起的载荷、锁定与解锁的冲击等

真空：材料的蒸发、升华与分解，造成质损和性能退化，出气污染，冷焊，润滑剂

挥发与干摩擦效应。

温度交变：向阳区与向阴区的温度差产生温度应力，太阳辐照区与地球阴影区的交

替运行产生温度交变应力。

辐射与原子氧：带电粒子辐射、紫外辐射降低高分子聚合物性能，原子氧磨蚀表面

材料，降低涂层性能，

微流星和空间碎片：可能撞击航天器，微小尘埃造成污染。

2.4 造成冷焊的主要原因是什么？

在超高真空条件下，同种金属的两个洁净表面相互接触，在一定的压力作用下，经过一段时间后，两个接触面的金属分子发生互相渗透而融合，从而将两个物体连接成一体。

2.5 在发射时每级火箭发动机燃烧过程中，由航天器的加速度产生的载荷为何种载荷？

静载荷

2.6 什么是噪声载荷？

噪声诱发火箭和航天器振动

2.7 着陆冲击载荷是哪一种（1）高频瞬态振动载荷；（2）低频瞬态振动载荷；（3）高频随机振动载荷；（4）低频随机振动载荷。

（1）高频瞬态振动载荷

2.8 我国航天器中的准静态载荷是什么？

指静态载荷和动态载荷的综合结果

2.9 航天器载荷条件中规定的载荷系数单位是什么？

重力加速度

2.10 已知结构的质量为100kg，载荷条件中的载荷系数为1.2，则该结构实际受的载荷是大致是多少牛顿？

100*1.2*9.8=1176N

3.1 空间环境对结构材料的影响有哪些？

真空：材料发生蒸发、升华和分解，造成质损和性能降低，尤其是高分子聚合物材

料和复合材料。

带电粒子辐射：质子、电子、β射线、γ射线、x射线等产生充放电效应，发生电

离和原子位移，降低聚合物材料性能。

紫外辐射：影响光学镜头、薄膜材料的性能。

温度交变：产生热应力和热变形，出现疲劳、裂纹、变硬、变脆等现象。

原子氧：原子氧产生高温氧化和高速撞击，产生剥蚀效应造成材料损伤。影响大的

材料有银、锇、温控涂层、润滑材料、密封材料等

3.2 对航天器结构材料一般有哪些性能方面的要求？

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密度要求：低密度

机械性能要求：高弹性模量、高强度、高韧性。

物理性能要求：线膨胀系数小、比热容高、热导率大、电导率大（反射面材料）、

电导率小（电池表面材料）。

环境稳定性要求：长期在轨的材料，尤其是直接暴露的表面材料，其性能的改变和

尺寸变化在设计范围内。

制造工艺性要求：

（1）具有良好的形状适应性：能制成杆件、板壳、薄壳等形状。

（2）具有良好的成型加工工艺：金属要能铸造、锻造、热处理等，复材要能铺层、

固化成型。

（3）具有良好的结构加工工艺：能进行切削、焊接、胶结、涂层等加工。

3.2 铝合金的比重一般为多少？

2.7（重规定为干燥物体完全密实（没有孔隙）的重量和同体积的纯水在4℃时的

重量之比）

3.3 选择比模量高的材料作为航天器结构材料的主要目的是什么？

航天器需要采用较高刚度的结构，比模量高的材料可以使同等刚度结构设计时质量

更小。

3.4 镁合金在航天器结构中的应用不如铝合金广泛，主要原因是什么？

化学活泼性强、易腐蚀、材料稳定性差，长期工作温度不超过150 ℃。

3.5 钛合金的主要优缺点有哪些？

优点：

（1）密度低、强度高、比强度很高

（2）高低温性能好， 工作范围-273℃—500 ℃

（3）抗腐蚀性好，耐大气、海水、酸、碱

（4）抗疲劳性能好

（5）热导率低，适于隔热构件

（6）线膨胀系数低，尺寸稳定性好

缺点：

（1）弹性模量低，比模量值与铝镁相当

（2）耐磨性差，不能作运动部件

（3）加工工艺差，切削、焊接难度大

（4）成本高

（5）高温下可能发生氢脆现象，使性能下降，高温加工时需要保护。

3.6 复合材料主要由哪几部分构成？

（1）增强体，决定复合材料的性能，有玻璃纤维、碳纤维、凯夫拉纤维、硼纤维

（2）基体，起着支撑和保护增强体的作用，影响复合材料的部分性能，分树脂材料和

金属材料两类。

（3）界面层，增强体外部的涂层，增强体通过界面层与 …… 此处隐藏：2262字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……