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2018年哈工大航天學院航空宇航科學與技術(shù)專業(yè)復(fù)試指導

考研復(fù)試來源：哈爾濱工業(yè)大學研究生院 2018-01-09　相關(guān)院校：哈爾濱工業(yè)大學

根據(jù)教育部關(guān)于加強碩士研究生招生復(fù)試工作的指導意見及學校有關(guān)要求，航空宇航科學與技術(shù)學科碩士研究生招生復(fù)試指導確定如下。

一、復(fù)試比例及主要內(nèi)容

1、復(fù)試由筆試和面試兩部分組成，外國語聽力考試在面試中進行。復(fù)試的總成績?yōu)?80分，其中筆試200分，面試80分。

2、復(fù)試筆試科目

復(fù)試筆試科目設(shè)置：航天技術(shù)概論、導彈飛行動力學與控制、航天器軌道動力學、多體系統(tǒng)動力學、應(yīng)用彈性力學基礎(chǔ)、流體力學、工程熱力學、材料物理導論、材料化學導論、材料力學。其中航天技術(shù)概論為必選科目，其余九門課程中任選兩門作為考試科目。

(1)航天技術(shù)概論，占40分。

主要內(nèi)容：

導彈部分：

1)導彈的分類和組成及概念;

2)動力裝置的分類，推力、總沖、比沖等概念;

3)空氣流動時的基本規(guī)律，音速和馬赫數(shù)的概念;氣體流動特性方程;

4)氣體流動基本方程、激波和膨脹波、升力和阻力、常用坐標系的定義;

5)俯仰角、偏航角、滾轉(zhuǎn)角、攻角、側(cè)滑角的定義;

6)各種坐標系間的轉(zhuǎn)換關(guān)系;

7)導彈飛行動力學方程;

8)導彈的機動性、穩(wěn)定性和操縱性、導引規(guī)律、制導系統(tǒng)的組成、分類和原理;

9)彈道式導彈的結(jié)構(gòu)特點，戰(zhàn)斗部系統(tǒng)的作用、組成和分類;

10)常規(guī)戰(zhàn)斗部的工作原理。

航天器部分：

1)航天器的分類、航天器的軌道;

2)中心引力場中質(zhì)點的運動(二體問題，三體問題);

3)軌道根數(shù)、軌道控制、星下點軌跡、幾種姿態(tài)控制原理;

4)衛(wèi)星的結(jié)構(gòu)形式、對衛(wèi)星結(jié)構(gòu)的主要要求、結(jié)構(gòu)材料;

5)結(jié)構(gòu)試驗航天器的熱環(huán)境;

6)航天器的溫度控制方法;

7)遙控、測軌原理;

8)返回型航天器的分類、防熱結(jié)構(gòu);

9)航天飛機的組成、用途，航天飛機的飛行程序;

10)空間站分類。

參考書：金永德等.《導彈與航天技術(shù)概論》.哈爾濱工業(yè)大學出版社.2002年

(2)多體系統(tǒng)動力學占80分。

主要內(nèi)容：

1多體系統(tǒng)拓撲構(gòu)型的數(shù)學描述

多體系統(tǒng)拓撲結(jié)構(gòu);多體系統(tǒng)的分類;多體系統(tǒng)的數(shù)學描述(關(guān)聯(lián)矩陣、通路矩陣等基本概念)

2分析力學基礎(chǔ)

基本概念;動力學普遍方程(動力學虛功原理和虛功率原理);第二類拉格朗日方程;拉格朗日乘子法;

3多剛體系統(tǒng)的運動學

系統(tǒng)運動的矢量和矩陣表示方法;剛體運動描述方法;坐標變換的基本原理和方法;轉(zhuǎn)動的角速度和角加速度;鄰接剛體的相對運動關(guān)系;

4多剛體系統(tǒng)動力學

剛體定點轉(zhuǎn)動運動學和動力學及牛頓-歐拉方法;基于相對坐標的多體系統(tǒng)動力學建模;約束系統(tǒng)的冗余約束分析;

5多體系統(tǒng)的數(shù)值仿真分析

常微分方程數(shù)值求解的基本原理;常用常微分方程數(shù)值計算方法及其的穩(wěn)定性;

參考書目：

1.多體系統(tǒng)動力學(第1-6章)齊朝暉2008年科學出版社

2.高等動力學(第1、2、4、6章)劉延柱2001高等教育出版社

(3)應(yīng)用彈性力學基礎(chǔ)，占80分。

主要內(nèi)容：

1.彈性力學的基本概念

1)體力和面力;2)內(nèi)力和應(yīng)力;3)正應(yīng)力和切應(yīng)力;4)形變和位移;5)線應(yīng)變和切應(yīng)變;6)彈性力學的基本假定。

2.平面問題的基本理論

1)平面應(yīng)力問題與平面應(yīng)變問題;2)平衡微分方程;3)平面問題中一點的應(yīng)力狀態(tài);4)幾何方程，剛體位移;5)物理方程;6)邊界條件;7)圣維南原理及其應(yīng)用;8)按位移求解平面問題;9)按應(yīng)力求解平面問題，相容方程;10)常體力情況下的簡化，應(yīng)力函數(shù)。

3.平面問題的直角坐標解答

1)逆解法與半逆解法，多項式解答;2)矩形梁的純彎曲;3)位移分量的求出;4)簡支梁受均布荷載;5)楔形體受重力和液體壓力。

4.平面問題的極坐標解答

1)極坐標中的平衡微分方程;2)極坐標中的幾何方程及物理方程;3)極坐標中的應(yīng)力函數(shù)與相容方程;4)應(yīng)力分量的坐標變換式;5)軸對稱應(yīng)力和相應(yīng)的位移;6)圓環(huán)或圓筒受均布壓力;7)壓力隧洞;8)圓孔的孔口應(yīng)力集中。

5.空間問題的基本理論

1)平衡微分方程;2)物體內(nèi)任一點的應(yīng)力狀態(tài);3)主應(yīng)力，最大與最小的應(yīng)力;4)幾何方程及物理方程。

6.空間問題的解答

1)按位移求解空間問題;2)半空間體受重力及均布壓力;3)按應(yīng)力求解空間問題;4)等截面直桿的扭轉(zhuǎn)。

7.薄板彎曲問題

1)有關(guān)概念及計算假定;2)彈性曲面的微分方程;3)薄板橫截面上的內(nèi)力;4)邊界條件，扭矩的等效剪力;5)四邊簡支矩形薄板的重三角級數(shù)解;6)矩形薄板的單三角級數(shù)解。

參考書目

《彈性力學簡明教程》第三版，徐芝倫，高等教育出版社

(4)導彈飛行動力學與控制，占80分。

主要內(nèi)容：

彈道學部分：

11)作用于導彈的力與力矩;

12)瞬時平衡假設(shè);

13)靜穩(wěn)定性;

14)常用坐標系及其變換;

15)導彈運動方程組的建立及其簡化與分解;

16)過載及其與導彈運動的關(guān)系;

17)鉛垂平面內(nèi)的方案飛行;

18)水平平面內(nèi)的方案飛行;

19)自動瞄準導彈導引飛行的相對運動方程;

20)追蹤法導引關(guān)系;

21)平行接近法導引關(guān)系;

22)比例導引法導引關(guān)系。

動態(tài)特性分析部分：

11)作用于導彈的干擾力與干擾力矩;

12)導彈的穩(wěn)定性與操縱性;

13)導彈運動方程的線性化及其簡化與分解;

14)導彈縱向擾動運動分析;

15)導彈側(cè)向擾動運動分析;

16)導彈縱向擾動運動的自動穩(wěn)定與控制;

17)導彈側(cè)向擾動運動的自動穩(wěn)定與控制。

參考書：

1.李新國，方群.《有翼導彈飛行動力學》.西北工業(yè)大學出版社.2005年

2.錢杏芳等.《導彈飛行力學》.北京理工大學出版社，2006年

3.曾穎超等.《戰(zhàn)術(shù)導彈彈道與姿態(tài)動力學》.西北工業(yè)大學出版社，1991年

(5)航天器軌道動力學，占80分。

主要內(nèi)容：

1)航天器的軌道

►兩體運動方程的建立、求解;

►中心引力場中的運動;

►四種基本軌道的軌道方程、特性及時間方程。

2)軌道的建立、軌道的確定和星下點軌跡

►航天器軌道建立的方法;

►軌道要素與發(fā)射參數(shù)的關(guān)系;

►航天器的軌道確定;

►星下點軌跡的描述。

3)軌道機動

►軌道過渡的概念、分類和方法;

►脈沖機動;

►同平面的軌道過渡;

►軌道攔截。

4)星際航行

►會合周期，發(fā)射窗口;

►影響球與圓錐曲線拼合法，星體的引力攝動;

►向月飛行，行星際飛行;

►限制性三體問題。

5)航天器的相對運動

►相對運動概念;

►軌道坐標系、視線坐標系中的相對運動方程;

►交會對接的概念和方法;

►編隊飛行。

6)航天器的攝動理論

►地球的引力攝動與，地球勢函數(shù)模型;

►干擾力分量引起的攝動;

►地球扁度引起的攝動;

►稀薄大氣引起的攝動及軌道的壽命;

►地球靜止軌道衛(wèi)星的攝動。

參考書目：趙鈞.《航天器軌道動力學》.哈爾濱工業(yè)大學出版社.2011年

(6)流體力學，占80分。

主要內(nèi)容：

1)研究的內(nèi)容和方法

►連續(xù)性介質(zhì)模型

►作用在流體上的力

►流體的主要物理性質(zhì)

2)流體靜力學

►流體靜壓強及其特性，流體平衡微分方程式，力函數(shù)、等壓面

►流體中壓強的表示方法

►重力作用下流體的平衡方程式，重力和其它質(zhì)量力聯(lián)合作用下流體的平衡

►靜止流體對平面壁、曲面壁的作用力

3)流體運動學

►研究流體運動的兩種方法

►恒定流動和非恒定流動，流體的基本概念

►流體的連續(xù)性方程

►流體微團的運動分析，有旋運動和無旋運動

4)流體動力學

►理想流體運動微分方程式，蘭姆-葛羅米格形式的微分方程

►伯努利積分，歐拉積分，重力作用下的伯努利方程及意義

►粘性流體運動微分方程式，葛羅米柯-斯托克斯方程

►G-S方程的伯努利積分，重力作用下實際流體微小流束伯努利方程

►緩變流動及其特性，動量和動能修正系數(shù)

►粘性流體總流的伯努利方程、動量方程

5)旋渦理論基礎(chǔ)

►渦線、渦管、渦束和旋渦強度

►速度環(huán)量和斯托克斯定理

►二元旋渦的速度和壓強分布

6)理想流體平面勢流

►速度勢函數(shù)和流函數(shù)，幾種簡單的平面勢流

►簡單勢流的疊加，偶極流

►流體對圓柱體的無環(huán)量、有環(huán)量繞流，庫塔-儒可夫斯基定理

7)相似理論基礎(chǔ)

►流動力學相似條件，粘性流體流動的力學相似準數(shù)

►量綱分析方法

8)流動的阻力與損失

►粘性流體的兩種運動狀態(tài)，圓管中的層流和紊流

►沿程損失系數(shù)的實驗研究，局部阻力與損失計算

►薄壁小孔口及圓柱外伸管嘴的出流

9)管路的水力計算

►短管、長管的水力計算，串、并聯(lián)管路的水力計算

►有壓管路的水擊

10)粘性流體繞物體流動

►邊界層的概念和特點

►邊界層的微分方程，動量積分關(guān)系式

參考書目：

1.陳卓如.《工程流體力學》.高等教育出版社.2004.1

2.金朝銘.《液壓流體力學》.國防工業(yè)出版社.1994

(7)工程熱力學，占80分。

主要內(nèi)容：

1)基本概念

►熱力學系統(tǒng)(熱力系)的定義及其描述。

►熱力系的平衡狀態(tài)以及由這樣的平衡狀態(tài)構(gòu)成的準(內(nèi)部)平衡過程。

►溫度、壓力、比體積、熱力學能、焓和熵是描述平衡(均勻)狀態(tài)的六個常用的狀態(tài)參數(shù)。

►溫度、壓力、比體積這三個基本狀態(tài)參數(shù)之間的關(guān)系稱為狀態(tài)方程。

►(傳)熱量和(作)功(量)是在熱力過程中熱力系與外界交換的兩種基本能量形式。

►功和熱量都是過程量(參數(shù))。

►過程量與狀態(tài)量的特性及相互區(qū)別。

2)熱力學第一定律

►一般熱力系的熱力學第一定律基本表達式-基本能量方程。

►閉口系、開口系、穩(wěn)定流動系統(tǒng)的能量方程。

►功和熱量的基本計算公式以及功和熱量在狀態(tài)坐標圖中的表示。

3)熱力學第二定律

►熵流、熵產(chǎn)、熵方程及其應(yīng)用。

►卡諾定理和卡諾循環(huán)及其應(yīng)用。

►克勞修斯積分式及其應(yīng)用。

►孤立系熵增原理及其應(yīng)用。

►熱量的可用能及其的不可逆損失。

4)氣體的熱力性質(zhì)

►實際氣體和理想氣體。

►理想氣體狀態(tài)方程和氣體常數(shù)。

►理想氣體的比熱容、熱力學能、焓和熵的計算式。

►實際氣體與理想氣體在狀態(tài)方程和集聚態(tài)上的偏離。

►范德瓦爾方程等新的實際氣體狀態(tài)方程。

►通用壓縮因子圖及其在求得實際氣體熱力性質(zhì)中的作用。

5)熱力學微分關(guān)系式

►特征函數(shù)及四個常用的特征函數(shù)。

►麥克斯韋關(guān)系式。

►純物質(zhì)的熵、焓、熱力學能及比熱容的普遍關(guān)系式。

6)水蒸氣的熱力性質(zhì)

►水蒸氣飽和狀態(tài)及其相關(guān)概念。

►水蒸氣產(chǎn)生過程及水蒸氣圖。

►水蒸氣熱力過程。

7)理想混合氣體與濕空氣

►理想混合氣體的成分表示方法及其熱力性質(zhì)計算。

►濕空氣、飽和濕空氣與未飽和濕空氣、濕空氣的絕對濕度、相對濕度、含濕量。

►露點溫度、濕球溫度。

►含濕圖及其應(yīng)用。

8)理想氣體的熱力過程

►研究熱力過程的任務(wù)和目的及熱力過程兩種分類。

►理想氣體典型定值(定壓、定容、定溫、定熵)過程中的狀態(tài)參數(shù)變化規(guī)律、過程圖示、功和熱量的計算與圖示。

►多變過程及其與理想氣體典型定值(定壓、定容、定溫、定熵)過程的關(guān)系。

►不作功過程和絕熱過程中，摩擦存在與否對狀態(tài)參數(shù)變化及能量交換的影響。

►混合過程

►充氣與放氣過程。

9)氣體與蒸汽的流動

►氣體穩(wěn)定流動基本方程。

►氣體流經(jīng)噴管時氣流參數(shù)與流道截面積之間的變化關(guān)系。

►氣體流速與流量計算以及臨界流動和最大流量。

10)氣體的壓縮

►單級活塞式壓氣機的工作過程及理論功耗。

►帶有中冷器的多級活塞式壓氣機的優(yōu)點以及中間最佳壓比的選擇方法。

►壓氣機的絕熱、定溫、多變?nèi)N效率。

►引射器的工作過程。

11)氣體動力循環(huán)

►分析計算動力循環(huán)的任務(wù)和目的。

►活塞式內(nèi)燃機循環(huán)和影響循環(huán)熱效率的因素及提高循環(huán)熱效率的途徑。

►燃氣輪機裝置循環(huán)和影響循環(huán)熱效率的因素及提高循環(huán)熱效率的途徑。

12)蒸汽動力循環(huán)

►蒸汽動力基本循環(huán)-朗肯循環(huán)和循環(huán)熱效率的影響因素及其提高途徑。

►蒸汽再熱循環(huán)、抽汽回熱循環(huán)。

►雙工質(zhì)(雙蒸氣、燃氣-蒸汽聯(lián)合、注蒸汽-燃氣輪機裝置)動力循環(huán)。

►熱電聯(lián)產(chǎn)循環(huán)。

13)制冷循環(huán)

►逆向卡諾循環(huán)和供熱循環(huán)。

►空氣壓縮制冷循環(huán)。

►蒸汽壓縮制冷循環(huán)。

►制冷劑的熱力性質(zhì)。

►蒸汽引射制冷和吸收式制冷循環(huán)。

14)化學熱力學基礎(chǔ)

►化學反應(yīng)系統(tǒng)中的反應(yīng)熱、熱效應(yīng)、標準生成焓、燃料理論燃燒溫度等概念。

►蓋斯定律和基爾霍夫定律。

►化學反應(yīng)的最大有用功、化學反應(yīng)方向的判斷及化學平衡。

15)能量直接轉(zhuǎn)換及可再生能源

►能源分類、能源形態(tài)及其開發(fā)利用程度與人類文明程度和環(huán)境狀況的相互關(guān)系。

►能源科學合理利用技術(shù)。

►磁流體發(fā)電、燃料電池等能量直接轉(zhuǎn)換新技術(shù)。

►目前太陽能、生物質(zhì)能、風能、地熱能、海洋能等可再生能源的估計儲存量、主要利用方式及利用程度和未來重點發(fā)展方向。

參考書目：

1.楊玉順、張昊春、賀志宏.《工程熱力學》.哈爾濱工業(yè)大學.2007.6

2.嚴家騄、王永青.《工程熱力學》.中國電力出版社.2004.6

(8)材料物理導論(80分)

主要內(nèi)容：

(1)了解自由電子理論、能帶理論、現(xiàn)代電子理論及材料的基本物理性質(zhì)(原子間的結(jié)合與電子;自由電子近似;近自由電子近似;布里淵區(qū)理論;電子密度泛函;托馬斯-費米理論;原子的作用力;科恩-薩姆泛函;導電性;超導性;熱傳導與熱電效應(yīng);原子的磁性;原子間磁性及相互作用)

(2)掌握材料結(jié)構(gòu)、組織變化與控制、材料的力學性質(zhì)(準晶體和非晶態(tài);相變的基本概念;有序-無序轉(zhuǎn)變;玻璃態(tài)轉(zhuǎn)變和非晶態(tài)合金;材料的組織;熱處理基礎(chǔ);材料的組織變化;組織的控制;晶體的塑性變形;位錯的運動和塑性;各種金屬的塑性;高溫蠕變;非晶態(tài)金屬的強度)

(3)掌握材料表面界面結(jié)構(gòu)、行為和低微材料(吸附和偏析;表面擴散和界面擴散;表面力;表面和界面結(jié)構(gòu);表面力;表面與界面的結(jié)構(gòu);實際表面結(jié)構(gòu);晶體的界面結(jié)構(gòu);電子的表面勢和表面態(tài);表面的電子結(jié)構(gòu);表面空間電荷層;表面電子輸運;界面和晶界電子運輸;薄膜形成過程;薄膜的結(jié)構(gòu)和缺陷)

(4)掌握硅酸鹽聚集態(tài)的結(jié)構(gòu)、擴散、相變(硅酸鹽晶體結(jié)構(gòu);硅酸鹽熔體的結(jié)構(gòu);玻璃結(jié)構(gòu)理論;擴散動力學過程;擴散機制;擴散系數(shù);擴散系數(shù)影響因素;液相-固相的轉(zhuǎn)變;液相-液相的轉(zhuǎn)變;固相-固相的轉(zhuǎn)變;氣相-固相的轉(zhuǎn)變)

(5)高分子鏈的結(jié)構(gòu)、聚集態(tài)結(jié)構(gòu)、高聚物的分子運動和高聚物的性質(zhì)(高分子鏈的結(jié)構(gòu);高分子結(jié)晶的形態(tài)和結(jié)構(gòu);高聚物的取向態(tài)結(jié)構(gòu);共混高聚物的織態(tài)結(jié)構(gòu);高聚物的分子熱運動;高聚物的分子熱運動;高聚物的玻璃化轉(zhuǎn)變;高聚物的粘性流動;高聚物的力學性質(zhì);高聚物的電學性質(zhì))

楊尚林，張宇，桂太龍主編《材料物理導論》哈爾濱工業(yè)大學1999

(9)材料化學導論(80分)

主要內(nèi)容：

(1)材料高溫化學(冶煉和提純;高溫氧化;自蔓延合成)

(2)金屬的相變和析出(相變和析出動力學;金屬氫化物)

(3)材料表面化學(表面熱力學;表面分析方法;)

(4)材料電化學(電極電位和極化;化學電源)

(5)材料激發(fā)化學(等離子體化學;光化學)

(6)硅酸鹽材料化學(硅酸鹽熱力學;硅酸鹽固相反應(yīng);硅酸鹽固相燒結(jié);)

(7)高分子化合物的合成(基本概念;高分子化學的合成;高分子聚合反應(yīng);)

(8)聚合物的化學反應(yīng)(聚合物化學反應(yīng)特性;聚合物側(cè)基的化學反應(yīng);接枝聚合和嵌段聚合;聚合物的化學交聯(lián);聚合物的降解;高聚物的老化與防老化)

鄧啟剛，席慧智，劉愛東主編，《材料化學導論》哈爾濱工業(yè)大學1999

(10)材料力學(80分)

主要內(nèi)容

(1)應(yīng)力狀態(tài)分析(內(nèi)力;應(yīng)力的概念;正應(yīng)力與切應(yīng)力;一點應(yīng)力狀態(tài);二向應(yīng)力狀態(tài)分析;三向應(yīng)力狀態(tài)分析)

(2)應(yīng)變狀態(tài)分析(應(yīng)變概念;線應(yīng)變與切應(yīng)變;位移與應(yīng)變的關(guān)系;應(yīng)變協(xié)調(diào)條件;平面應(yīng)變狀態(tài)分析)

(3)材料力學性能(材料力學性能與基本實驗;軸向拉伸和壓縮實驗;常見工程材料的應(yīng)力—應(yīng)變曲線;應(yīng)力松弛及蠕變;各向同性材料的廣義胡克定律;應(yīng)變能;各向同性材料彈性常數(shù)間的關(guān)系;各向異性材料應(yīng)力—應(yīng)變關(guān)系)

(4)軸向拉壓(軸向拉壓桿的內(nèi)力;軸向拉壓桿的應(yīng)力;圣維南原理;軸向拉壓桿的變形;軸向拉壓靜不定問題;國建受慣性力作用使的應(yīng)力計算)

(5)扭轉(zhuǎn)(扭轉(zhuǎn)桿件的內(nèi)力;圓軸扭轉(zhuǎn)橫截面上的切應(yīng)力;圓軸扭轉(zhuǎn)破壞模式的分析;圓軸扭轉(zhuǎn)變形與變形能;為圓截面桿扭轉(zhuǎn);薄壁桿的自由扭轉(zhuǎn))

(6)彎曲(梁的內(nèi)力;剪力圖與彎矩圖;載荷、剪力及彎矩間的關(guān)系;純彎曲的正應(yīng)力;梁的彈性彎曲變形;曲桿彎曲)

(7)復(fù)雜內(nèi)力時桿件應(yīng)力計算(斜彎曲;偏心拉伸與壓縮;彎曲與扭轉(zhuǎn))

(8)能量原理(虛功;虛功原理及其對桿件的應(yīng)用;莫爾定理;圖形互乘法;)

(9)靜不定結(jié)構(gòu)

(10)材料失效及強度理論(失效模式及理論概念;斷裂的強度理論;屈服的強度理論;莫爾強度理論;強度條件及強度計算)

劉鴻文主編材料力學(第五版)高等學校教育出版社.2015

3、面試主要內(nèi)容。

(1)從事科研工作的基礎(chǔ)與能力;

(2)綜合分析與語言表達能力;

(3)外語聽力及口語;