直升機設計理論考試試題及答案

直升機設計理論考試試題及答案考試時長：120分鐘滿分：100分一、單選題（總共10題，每題2分，總分20分）1.直升機旋翼系統設計中，影響槳盤載荷分布的主要因素是（）A.旋翼轉速B.槳尖速比C.槳距角D.旋翼結構剛度2.在直升機氣動布局中，涵道比（η）的定義是（）A.槳盤直徑與發動機直徑之比B.槳盤直徑與旋翼轉速之比C.槳盤直徑與空氣流量之比D.槳盤直徑與發動機功率之比3.直升機主減速器設計中，采用斜齒輪傳動的主要目的是（）A.提高傳動效率B.減小傳動噪音C.增強抗沖擊能力D.減小齒輪尺寸4.直升機振動控制中，采用柔性接頭的主要作用是（）A.減小傳動軸剛度B.增強系統阻尼C.調節傳動間隙D.防止共振發生5.直升機尾槳設計中，采用變距機構的主要目的是（）A.提高尾槳效率B.增強尾槳推力調節范圍C.減小尾槳重量D.防止尾槳空化6.直升機結構設計中，復合材料主梁的典型截面形式是（）A.實心矩形截面B.空心圓管截面C.翼梁式截面D.蜂窩夾層截面7.直升機飛行控制系統中，液壓助力器的核心部件是（）A.液壓泵B.液壓馬達C.液壓伺服閥D.液壓管路8.直升機起落架設計中，采用油氣減震器的主要目的是（）A.增強減震能力B.減小起落架重量C.提高起落架剛度D.防止輪胎磨損9.直升機動力系統設計中，渦輪軸發動機的典型應用是（）A.輕型直升機B.重型直升機C.無人機D.航空母艦艦載機10.直升機旋翼揮舞運動中，槳盤后掠角的主要作用是（）A.增大槳盤載荷B.減小槳盤載荷C.改善槳盤氣流分布D.增強槳葉剛度二、填空題（總共10題，每題2分，總分20分）1.直升機旋翼系統設計中，槳距角（β）的單位是（）度。2.直升機氣動布局中，涵道比（η）的典型值范圍是（）～1。3.直升機主減速器設計中，齒輪傳動的接觸應力計算公式中，彈性系數（ZE）的單位是（）MPa^(1/2)。4.直升機振動控制中，柔性接頭的主要材料是（）合金。5.直升機尾槳設計中，變距機構的典型控制方式是（）控制。6.直升機結構設計中，復合材料主梁的典型鋪層方式是（）鋪層。7.直升機飛行控制系統中，液壓助力器的典型工作壓力范圍是（）MPa。8.直升機起落架設計中，油氣減震器的典型減震行程是（）mm。9.直升機動力系統設計中，渦輪軸發動機的典型推重比是（）kN/kg。10.直升機旋翼揮舞運動中，槳盤后掠角的主要作用是（）氣流繞流。三、判斷題（總共10題，每題2分，總分20分）1.直升機旋翼系統設計中，槳尖速比越大，槳盤載荷分布越均勻。（×）2.直升機氣動布局中，涵道比越大，尾槳推力損失越小。（√）3.直升機主減速器設計中，斜齒輪傳動的主要優點是傳動效率高。（√）4.直升機振動控制中，柔性接頭的主要作用是增強系統剛度。（×）5.直升機尾槳設計中，變距機構的典型控制方式是電液控制。（√）6.直升機結構設計中，復合材料主梁的典型鋪層方式是單向鋪層。（×）7.直升機飛行控制系統中，液壓助力器的典型工作壓力范圍是30～70MPa。（√）8.直升機起落架設計中，油氣減震器的典型減震行程是100～300mm。（√）9.直升機動力系統設計中，渦輪軸發動機的典型推重比是1～1.5kN/kg。（×）10.直升機旋翼揮舞運動中，槳盤后掠角的主要作用是減小氣流繞流。（×）四、簡答題（總共4題，每題4分，總分16分）1.簡述直升機旋翼系統設計中，槳距角（β）對槳盤載荷分布的影響。答：槳距角（β）越大，槳盤載荷分布越均勻，但槳葉根部應力增大；槳距角越小，槳盤載荷分布越不均勻，但槳葉根部應力減小。2.簡述直升機氣動布局中，涵道比（η）對尾槳效率的影響。答：涵道比越大，尾槳效率越高，尾槳推力損失越?。缓辣仍叫。矘试降?，尾槳推力損失越大。3.簡述直升機主減速器設計中，斜齒輪傳動的主要優點。答：斜齒輪傳動的主要優點是傳動平穩、噪音小、承載能力強、使用壽命長。4.簡述直升機振動控制中，柔性接頭的主要作用。答：柔性接頭的主要作用是減小傳動軸剛度，增強系統阻尼，防止共振發生，提高系統可靠性。五、應用題（總共4題，每題6分，總分24分）1.某輕型直升機旋翼系統設計中，槳盤直徑D=10m，旋翼轉速ω=300rpm，槳距角β=5°，空氣密度ρ=1.225kg/m3，求槳盤載荷分布系數。解：槳盤載荷分布系數C=ρω2D2β/2，代入數據得C=1.225×(300/60)2×102×5/2=0.328。2.某重型直升機氣動布局中，涵道比η=0.8，尾槳直徑d=1m，尾槳轉速n=2400rpm，求尾槳推力損失。解：尾槳推力損失T_loss=ηT，代入數據得T_loss=0.8T，其中T為尾槳總推力。3.某直升機主減速器設計中，采用斜齒輪傳動，齒輪模數m=5mm，齒數z=20，螺旋角β=30°，求齒輪傳動的接觸應力。解：接觸應力σ=σ_b=σ_k×K_t×K_h×K_v，其中σ_b為基本接觸應力，σ_k為載荷系數，K_t為扭矩系數，K_h為接觸硬化系數，K_v為速度系數。4.某直升機振動控制中，采用柔性接頭，接頭剛度k=100N/mm，系統固有頻率f_n=100Hz，求系統的阻尼比ζ。解：阻尼比ζ=ω_d/2ω_n，其中ω_d為阻尼頻率，ω_n為固有頻率。代入數據得ζ=0.1。【標準答案及解析】一、單選題1.B旋翼轉速影響槳盤載荷分布，轉速越高，載荷越大。2.C涵道比η=槳盤直徑/空氣流量。3.A斜齒輪傳動的主要優點是提高傳動效率。4.A柔性接頭的主要作用是減小傳動軸剛度。5.B變距機構的主要目的是增強尾槳推力調節范圍。6.D復合材料主梁的典型截面形式是蜂窩夾層截面。7.C液壓伺服閥是液壓助力器的核心部件。8.A油氣減震器的主要目的是增強減震能力。9.B渦輪軸發動機的典型應用是重型直升機。10.C槳盤后掠角的主要作用是改善槳盤氣流分布。二、填空題1.90旋翼系統設計中，槳距角（β）的單位是度。2.1.5涵道比（η）的典型值范圍是1.5～1。3.316.23齒輪傳動的接觸應力計算公式中，彈性系數（ZE）的單位是MPa^(1/2)。4.2A12柔性接頭的主要材料是2A12鋁合金。5.電液變距機構的典型控制方式是電液控制。6.[0/90][45/45]復合材料主梁的典型鋪層方式是[0/90]或[45/45]鋪層。7.30～70液壓助力器的典型工作壓力范圍是30～70MPa。8.100～300油氣減震器的典型減震行程是100～300mm。9.1～1.5渦輪軸發動機的典型推重比是1～1.5kN/kg。10.減小槳盤后掠角的主要作用是減小氣流繞流。三、判斷題1.×槳尖速比越大，槳盤載荷分布越不均勻。2.√涵道比越大，尾槳推力損失越小。3.√斜齒輪傳動的主要優點是傳動效率高。4.×柔性接頭的主要作用是減小系統剛度。5.√變距機構的典型控制方式是電液控制。6.×復合材料主梁的典型鋪層方式是正交各向鋪層。7.√液壓助力器的典型工作壓力范圍是30～70MPa。8.√油氣減震器的典型減震行程是100～300mm。9.×渦輪軸發動機的典型推重比是1～1.5kN/kg。10.×槳盤后掠角的主要作用是增大氣流繞流。四、簡答題1.槳距角（β）越大，槳盤載荷分布越均勻，但槳葉根部應力增大；槳距角越小，槳盤載荷分布越不均勻，但槳葉根部應力減小。2.涵道比越大，尾槳效率越高，尾槳推力損失越小；涵道比越小，尾槳效率越低，尾槳推力損失越大。3.斜齒輪傳動的主要優點是傳動平穩、噪音小、承載能力強、使用壽命長。4.柔性接頭的主要作用是減小傳動軸剛度，增強系統阻尼，防止共振發生，提高系統可靠性。五、應用題1.槳盤載荷分布系數C=ρω2D2β/2，代入數據得C=1.225×(300/60