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2024年飞行器设计与制造工程师考试真题解

析

考试时间：2024年10月15日

考试科目：飞行器设计与制造工程师

总分：100

及格分数线：60

一、综合应用能力问题（共30分）

1.假设你是一位飞行器设计与制造工程师，负责设计一架新型民用

客机。请列举出你在设计过程中需要考虑的主要因素，并简要说明其

重要性。（10分）

在设计新型民用客机的过程中，需要考虑以下主要因素及其重要性：

1）飞行性能：包括速度、爬升率、航程等指标，决定了飞机的实

际应用能力和运行效率。

2）结构强度：关系到飞机在各种飞行工况下的安全可靠性，必须

满足相应的结构强度要求。

3）气动特性：主要包括阻力、升力和稳定性等方面，对于飞机的

飞行性能和操纵性能有着重要影响。

4）舒适性：考虑乘客的乘坐舒适度，包括减少噪音和震动、提供

舒适的座椅等。

5）燃油效率：尽可能降低燃油消耗，减少航班成本，同时对环境

友好。

6）飞行安全：保证飞机的安全性，包括各种应急情况的处理、防

止事故发生等。

7）环保要求：减少飞机对环境的影响，包括减少废气和噪音排放

等。

8）经济性：考虑客机的制造成本、运营成本以及维护成本，提高

航空公司的盈利能力。

2.请简要介绍一下先进材料在飞行器设计与制造中的应用，并列举

两种先进材料及其特点。（10分）

先进材料在飞行器设计与制造中的应用具有重要意义。主要应用领

域包括飞机结构、动力系统、燃料储存等方面。

1）复合材料：由多种材料组合而成，具有高强度、低密度、抗腐

蚀和疲劳性能好等特点，广泛应用于客机的机身、机翼等结构件。

2）高温合金：耐高温、高强度和高抗腐蚀性能，适用于发动机涡

轮叶片、燃烧室等热力系统的零部件。

3.飞行器设计和制造过程中，你认为最重要的质量控制步骤是什么？

请解释其重要性并列举一些常用的质量控制方法。（10分）

在飞行器设计与制造过程中，最重要的质量控制步骤是整个生命周

期质量管理。

整个生命周期质量管理包括设计阶段、生产阶段、测试阶段和运营

阶段。通过全程质量控制，可以确保飞行器的设计、制造、测试和运

营各个环节的质量符合要求。

常用的质量控制方法包括：

1）设计控制：制定合理的设计要求和规范，进行设计评审和验证，

确保设计满足安全性和性能要求。

2）生产控制：建立健全的质量管理体系，进行生产过程控制，包

括材料采购、工艺控制、零部件加工等。

3）测试控制：进行全面的性能测试和验证，包括静态实验、动态

试验和系统测试，确保飞行器各项指标符合设计要求。

4）运营控制：建立运营管理体系，包括飞机维护、故障排除和安

全管理等，确保飞行器在运营过程中的质量和安全。

二、理论知识与实践操作题（共40分）

1.飞机结构设计中常用的结构应力分析方法有哪些？请简要说明其

原理并列举一个适用场景。（10分）

常用的结构应力分析方法包括有限元分析法、静力学方法和疲劳寿

命分析法。

1）有限元分析法：将结构分割成多个小单元，利用数学方法对每

个小单元进行分析，并根据边界条件求解出整个结构的应力、应变和

位移等信息。适用于复杂结构的应力分析，如机身、机翼等。

2）静力学方法：基于力的平衡条件和材料力学性能，通过应力和

应变的理论计算，分析结构在静态荷载下的应力和变形情况。适用于

静态加载情况下的结构应力分析。

3）疲劳寿命分析法：通过获取材料的疲劳性能参数，在统计学方

法的基础上预测结构在疲劳荷载下的寿命和可靠性。适用于疲劳荷载

下的结构寿命估计。

适用场景举例：对于一架新型客机的机翼，可以使用有限元分析法

进行结构应力分析，确定其在各种飞行工况下的应力分布情况，以评

估机翼的结构强度。

2.请简要介绍飞机的电气系统组成，并列举两个关键的飞机电气设

备。（10分）

飞机的电气系统包括发电系统、电气配电系统和电气设备。

发电系统主要由发电机和发电机驱动装置组成，用于提供飞机电力

需求。

电气配电系统负责将发电系统提供的电能分配给各个电气设备，包

括电池组、交流母线和直流母线等。

关键的飞机电气设备包括：

1）飞行仪表：用于显示飞行状态、导航信息、动力系统参数等，

包