航空航天技术概论范文

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篇1

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）47-0144-03

一、航空类专业课程体系简介

在教育部本科专业目录中，航空航天类专业有飞行器设计与工程、飞行器动力工程、飞行器制造工程、飞行器质量与可靠性、飞行器环境与生命保障工程、飞行器适航技术和航空航天工程等7个。目前，郑州航空工业管理学院开设了前3个专业，均归属于航空工程学院。以飞行器设计与工程为例，在第1学期设置了“飞行器设计与工程专业导论”课程（16学时）、第2学期设置了“航空航天技术基础”专业必修课（32学时）作为专业学习的前导课。第1―5学期，学校设置了“高等数学”、“大学物理”、“理论力学”和“材料力学”等公共基础课和学科基础课；第4―7学期则按照飞机设计的各个子学科，设置了“通用航空技术”、“空气动力学”、“飞行器总体设计”、“无人机系统导论”、“飞行器专业英语阅读”和“飞行器专业技术讲座”等专业课程。

从课程设置上可以看出，“飞行器设计与工程专业导论”和“航空航天技术基础”课程主要培养学生对专业基本情况和学科领域的整体性把握，属于专业通识性课程。而在专业课中渗透通识意识，对教师也提出了更高的要求[1，2]。经过这两门课程的前期引领和必要的数理、力学知识的学习之后，学生再按照飞机种类和飞机设计各分支学科的特点进行专业课学习。可以说，“航空航天技术基础”的各个章节基本上对应了后续专业课的主要范围，具有非常重要的地位。

在教学实践中，我们也发现，激波、升力、机翼结构、飞机稳定性和操纵性等概念尽管在“航空航天技术基础”课程中已讲授，但在相应的专业课学习中，学生仍觉吃力。调查发现，原因主要有两点：第一，专业课程数学公式较多，而数学、物理等公共基础课的学习效果一般，有畏难心理；第二，不知所学知识的应用情况，知其然而不知其所以然。针对航空类专业的课程体系，探索研究专业通识课程与后续专业课程的联系，对于增强学生学习积极性、提高人才培养质量具有重要意义。

二、“航空概论”通识类课程的建设情况

航空概论是学校面向非航空专业学生开设的一门通识课程（24学时），内容主要包括航空航天基本概念、航空发展概况及未来发展趋势、我国航空工业、空气动力学基础、飞行原理、航空发动机等[3]，考核方式为期末半开半闭考试。此外，针对国际本科学术互认课程（International Scholarly Exchange Curriculum Undergraduate，ISEC）项目的双语版航空概论（32学时），内容较普通版更为丰富，更强调课堂参与和团队协作，考核方式为平时作业、表现和期末设计报告。

航空概论被列入学校的特色课程组合中，除航空专业外，其余专业的学生均须从特色课程组合中选修一门。学校每年的本科生招生人数近7000人，日常教学任务较为饱满，考虑到学校招生专业包括财经类、管理类和艺术类等，学生数理基础参差不齐，在讲授时一般避免进行复杂公式的推导，多采用类比法和案例法讲解。

此外，学校的人才培养目标和发展定位与传统的三所航空重点高校（北京航空航天大学、西北工业大学和南京航空航天大学）以及其他高职高专类院校存在明显区别，市场上已有的航空概论教材并不能完全满足我们的教学需求。经过多年的建设，学校主编并出版了《航空概论》教材，并将“航空概论”课作为学校慕课平台课程体系的第一批建设项目立项，通过网上课堂与实际课堂相结合的形式，探索“翻转课堂”教学理念在航空类通识课程中的应用效果。现在，此项工作正在稳步开展中。

三、航空类专业课程与“航空概论”课程贯通建设

为了尽可能利用现有资源，我们对航空类专业课程和“航空概论”课程进行了统筹处理，并尝试进行贯通建设，主要包括如下措施。

篇2

我认为人们尤其应该重视遥现技术和遥操作技术，以大大节约人长期在天上“受罪”的巨大代价。我希望我国的航天事业能后来居上，胜人一筹！

航天事业的又一重大发展是空天飞机，尤其是把它作为用半小时即可横跨2万公里的民航工具。所以空天飞机是21世纪的重大成就。但此项技术工作规模和难度空前，耗资达千亿美元以上。今天世界上无论任何国家都无法独家承受此负担，只有国际合作才行。请看，就是花费100亿美元的超导超级质子反质子对撞机（SSC）也是多国共建的，我国将参加，贡献1亿多美元的设备。因此我请您研究以下工作设想：

首先，继续跟踪国外有关空天飞机的发展动态。

其次，研究各种可能的方案，进行国际共同开发空天飞机。

再次，我国作为国际合作的开发者，该如何作准备，也就是争取参加国的资格，人家需要我们。我们能参加SSC，就因为我们通过北京正负电子对撞机工作，使人看到我国的科技力量和加工生产能力。

21世纪的中国人一定要在空天飞机上显一显身手，一件国家大事。

在这封信中，钱老提出了三个未来载人航天的发展方向：

第一，为了实现更便宜、更安全和更灵活的载人航天飞行，钱老建议在我国研制成功载人飞船后，应将航天运输系统的目标，瞄准空天飞机。钱学森在1962年出版的《星际航行概论》一书中，就提出了使用吸气式发动机的概念。他提出了用一架装有喷气发动机的大飞机，作为第一级运载工具，用一架装有火箭发动机的飞机，作为第二级。关于吸气式发动机他提出要“以涡轮喷气发动机起飞，当高度超过10千米及飞行速度达到两倍声速以上时再把冲压发动机开动，继续爬高和加速，直到极限，然后第二级火箭脱离第一级起飞。”1990年12月28日致朱光亚的信中指出：“近见美国好几期都有关于高超声速飞机的报导乃至空天飞机研制的报导，美国是主力，其他好几个国家也在搞。看来这是21世纪的航空航天技术。”

第二，钱老强调要发展遥现技术和遥操作技术。钱老认为，人与自动化系统的优化结合，包括采用遥作学的技术，使人在地面更好地参与空间科学实验活动，将是未来航天系统的发展方向。他在1993年8月23日给朱光亚的信中建议将英语中的“teleoperation”译成“遥作”，“telescience”译成“遥作学”或“遥作技术”。对于遥作及遥作技术的意义，他在这封信中说：

回想历史，人们总是想用机器代替人干活，最早是人力、畜力驱动的机床，然后是机器能力的机床，后又有数控机床。再进一步就发展机器人；后来因为机器人太笨，所以开发智能机器人。但就是智能机器人的智能也是有限的，还要操作人在现场管理、调节。但一人管多台机器人，操作人要眼看四方，跑前跑后，十分紧张，一秒也不能休息。日本工厂在机器人生产线上的操作工人据说只能干两三年就退入另外工作，太累受不了。

解决这一问题的方法和途径就是遥作技术，操作人不在现场，可以安安静静，舒舒服服地管好机器人生产线。这是人・机结合概念的扩展；机不只是计算机，还有智能机器人。

篇3

中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1002-4107（2016）11-0001-04

测试技术课是工程类专业的主干专业基础课，对于学生的动手实践和试验探索能力培养具有非常重要的意义。该课程是一门综合性和实践性很强的课程，在教学过程中必须有效兼顾知识传授的广度和深度、试验探索的理论与实践两对矛盾[1]。通常在本科和研究生层次上都会开设相应的课程。

创新能力培养已成为研究生教育改革的基本问题，应将其贯穿于包括课程教学在内的研究生培养的各个环节[2]。研究生创新能力的培养不仅影响高等学校知识创新的水平， 也关系国家未来的整体创新能力[3]。近年来，随着航空宇航事业的迅猛发展和公众对航空宇航的认知提升，研究生学历已经成为从事航空宇航技术工作的基本条件，越来越多的学生跨专业进入航空宇航类专业的研究生行列。培养具有创新能力的航空宇航专业研究生对于提升我国航空宇航领域的技术实力和国际竞争力具有非常重要的意义。鉴于测试技术本身具有很强的实践性，因此有必要探索能激发研究生积极思维和主动参与、具有航空宇航特色的测试技术课程教学模式，使测试技术课程教学成为培养研究生创新和实践能力的重要环节。

关于本科阶段测试技术课的教学改革和实践，国内诸多学者进行了卓有成效的探索。针对机械工程与自动化及相关专业“测试技术”精品课程建设的需要，刘进志等从教学资源建设、师资队伍建设、教学内容革新、实践教学模式改革等方面进行了探索。王丰在“机械工程测试技术”课程体系优化、优质资源开发、教学技术改进、实验内容建设、工程素养和创新能力培养等方面进行了一系列改革与实践[4]。以培养学生综合应用能力为目标，李孟源等提出了强化测试技术实践教学的新思路，并在河南科技大学的教学过程中进行了实践[5]。贺德全对通信、电子信息、测控工程专业测试技术课“现代测试技术及应用”的教学改革进行了有益的探索，提出了课程改革的新思路[6]。王鹏等对应用电子技术、信息工程、测控技术与仪器等专业的测试技术课“自动测试系统”课程建设进行了探索，在教学队伍、教学内容、教学方法与教学手段、教材建设、教学管理和实践教学等方面开展了教学改革实践[7]。

不同于本科测试技术课程，研究生测试技术课更强调以创新和实践能力培养为核心的知识体系广度和试验探索实践。课程教学应充分借鉴国外顶尖高校的先进经验，强化前沿性、研讨性和实践性等教学环节，激发学生主动参与和积极思维的创新意识，为学生创新实践能力的培养提供充足的教学空间[8]。然而遗憾的是，如何对研究生测试技术课进行改革以适应创新实践能力的培养需求在国内还是空白，更遑论航空宇航这样具有鲜明专业特色的研究生测试技术课程的教学改革。

有鉴于此，本文以北京理工大学 “航空宇航测试与试验技术”课程为样本对航空宇航类专业研究生测试技术课程的教学改革进行了探索。在分析该课程的培养需求和教学目标基础上，本文提出了课程教学改革思路和详细的教学环节设置，总结了依托课程网站、科研课题和实验室设备进行课程教学改革的经验和实践效果，以期对国内高校航空宇航类专业及类似专业的研究生测试技术课教学改革有所启发。

一、培养需求分析

“航空宇航测试与试验技术”是北京理工大学宇航学院为航空宇航科学与技术专业开设的一门主干技术基础课，是学术型硕士研究生、全日制硕士专业学位研究生以及本科起点博士的专业必修课。课程课内计划学时为54学时，考核方式为平时考核与期末考试相结合的方式。其中，平时考核占70%，期末考试占30%。在测试技术、航天技术概论等课程学习的基础上，本课程旨在构建合理的课程知识体系，着力培养研究生在航空宇航领域的创新和实践能力，为培养肩负航空航天事业发展重任、理论与工程并重的高层次研究人才奠定必要的基础。

表1给出了近3年来课程的选课情况。需要说明的是：除表中明确列出的四个方向外，学术硕士生和本科起点博士生的研究方向还包括航空宇航制造及其自动化和振动与噪声控制两个方向，专业硕士生的研究方向还包括发射理论与技术、材料与结构力学和空气动力学三个方向。因人数较少，为简化需求分析，表中将这些方向统一归入其他项。从表1可以看出，本课程的选课研究生逐年阶梯式上升，课程的重要性和效果得到了研究生的广泛认可；选课研究生涵盖了北京理工大学航空宇航科学与技术专业的主要研究方向和三个不同层次的研究生。因此课程内容需要精心设计，以满足不同方向和不同层次研究生的学习需求。

与其他类型专业不同，航空宇航科学与技术是针对工程应用背景设置的专业。各研究方向的基础知识和应用领域涵盖很大的技术范畴，跨越机械、电子和信息等多个不同的领域，相应的测试需求也存在很大的差异。表2给出了主要研究方向的专业背景和测试需求。事实上，就本科层次而言，机械、电子信息、测控与仪器等不同专业类型的测试技术课程教学的侧重点和教学内容也存在很大的差别。本课程的教学目标需要充分考虑相关方向研究生在专业基础、应用背景和测试需求等方面的差异。

表2 主要研究方向专业背景及测试需求

鉴于航空宇航科学与技术专业具有专业涉及面宽、创新性强和测试需求明确等特点，本课程的教学目标定位在：（1）深化有关测试的基础知识和理论，介绍相关研究方向测试技术发展前沿，兼顾深度与广度、经典与现代两对矛盾，构建合理的课程知识体系，激发研究生的主动参与热情；（2）以测试系统设计和调试为手段，强化以知识应用为特征的实践能力培养；（3）以文献阅读和

探索研究为手段，通过体会和体验方式培养创新能力。

二、教学改革思路与措施

根据以上教学目标，本课程在北京理工大学精品课程建设项目的支持下，对“航空宇航测试与试验技术”课程的教学进行了改革，期望通过优化课程教学过程，适当压缩理论教学课堂授课内容，借助科研和实验室优势强化前沿性、研讨性和实践性教学环节，提升课程教学效果。

本课程的教学主要由理论教学、专题讨论、测试系统设计和自选试验四个环节组成。

根据教学计划，理论教学应着力于深化测试与试验的基础知识和理论以及介绍本专业测试的工程需求，主要包括测试基础理论及其应用和航空航天试验技术两个部分。具体内容为测试基础理论、数据采集与虚拟仪器技术、测试系统设计及评估、航空航天试验概述、航天测控系统、空间环境试验技术、飞行试验技术。其中，前三者主要着眼于深化测试与试验的基础知识和理论，后四者主要是帮助研究生了解其所在研究方向的测试需求。理论教学在实施过程中主要存在两个方面的问题。一方面，选修本课程的研究生的基础有较大的差异。在选修本课程的研究生中，部分是本校本专业的本科毕业生，选修过类似课程，对专业应用背景和测试需求已有一定的了解，但也有相当部分的研究生是跨专业的，对测试基础知识和理论了解较少，对专业应用背景和测试需求了解不多。另一方面，理论教学学时有限和不同方向的研究生兴趣差异也是需要考虑的问题。基于以上考虑，理论教学采用课堂讲授和课后自学相结合的方式进行。对理论性较强的、各研究方向有共同兴趣的内容采用课堂讲授；对其他内容，依托精品课程项目支持建设的课程网站开展教学，以自学为主，通过网上测验和答疑等方式帮助研究生检验和巩固学习效果。

专题讨论是兼具研讨性和前沿性特点的综合性重点教学环节，对构建研究生课程知识体系广度、提高创新意识以及体会创新过程具有重要的作用。根据研究生人数的不同，本环节占本课程的教学总学时的1/3―1/2。专题讨论要求研究生结合专业方向、课题组科研项目、参研课题或者个人感兴趣领域的测试需求进行调研，以近5年内发表的重要文献为主，完成专题报告，并在课堂上进行时长为20分钟的讲述以及现场质询。现场质询时，先由其他研究生根据自己的理解提出问题，教师补充提问和做最后的评价总结。原则上，专题报告必须有与测试相关的思考和分析，并应提交最终的电子文档。教师根据研究生的报告以及现场回答情况给出相应的评定成绩。研究生在他人报告的现场质询环节所提出的问题的质量将作为其成绩评定的重要组成部分。为便于研究生完成选题、搜集材料以及准备专题报告，教师会在课堂上结合自身的科研积累进行相应的专题报告，并给出选题方向和专题范例供研究生参考。

测试系统设计是针对实践能力培养的教学环节，目的在于强化测试系统设计能力，是在本科课程基础上对研究生知识应用能力的进一步深化。该环节分为两个阶段。一是教师在课堂上对若干个典型设计范例由浅入深地讲解，采用互动教学方式加深研究生对设计难点的理解。课堂教学时共选用3个设计范例。其中，第1个范例较简单，教师通过仔细讲解使研究生对设计流程有所了解；后面进行更接近工程实际的两个范例教学时，教师先给出设计题目，研究生若干人为一组讨论后推荐1人作为代表在黑板上写出设计结果，教师在课堂上组织学生对各组的设计结果进行充分讨论后给出参考答案和总结，以突出设计难点和其解决思路。二是在上述基础上，研究生自主选择设计题目，教师通过对研究生提交的设计作业存在的典型问题进行点评，有针对性地纠正存在的共性问题。

不同于本科测试技术课程的实验环节，自选试验环节属于研究性的试验项目，是兼具前沿性和实践性特点的综合性环节，也是研究生体验创新的重要途径。整个试验过程，研究生自主选题，自由组合，自行组织管理。试验没有确定的答案和结果，要求研究生若干人（一般4―6人）1组围绕课题组科研项目、参研课题、实验室特定设备和自己感兴趣的主题开展试验。自选试验中发现问题、分析问题和解决问题的过程即是研究生体验创新的过程。根据需要，学校可以适当资助研究生自行购置试验器材，搭建测试系统开展试验。教师通过选题讨论、疑难解答和报告评定等方式管理和控制试验进程和教学质量。

各教学环节与教学目标的关联如图1所示。由图1可以看出，改革后各教学环节更有利于强调知识广度和现代前沿的课程知识体系构建，并且设置的测试系统设计、专题讨论和自选试验三个环节大幅增加了前沿性、研讨性和实践性教学内容，有效加强了研究生创新能力和实践能力的培养，形成了鲜明的航空宇航教学特色。这具体体现在以下几个方面。

（1）通用与特色有机结合的教学内容、基础与前沿并重的教学思路是构建课程知识体系的保障。一方面，本课程的教学内容在强调通用测试技术的基础上更注重航空宇航特色，大多与专业应用背景有关，能够有效激发研究生的专业学习兴趣，并为研究生从事相关试验工作奠定基础。另一方面，理论教学安排注重夯实研究生的理论基础，专题讨论可使研究生了解先进测试技术的发展情况及其在航天领域的应用前景。

（2）高度参与互动的教学模式是创新能力培养的前提。创新意识是创新能力的基础，独特的互动教学模式有效激发了研究生的主动参与和积极思维的创新意识。本课程超过1/3的学时是围绕专题讨论展开的，课程要求研究生必须主动参与讨论，同时，教师要将提问情况作为考评标准之一。此外，试验环节也要求研究生相互协作，共同完成预定的试验项目。

（3）理论与应用紧密结合的教学方式是实践能力培养的基础。测试技术课程是一门以知识应用为导向的实践型课程。本课程设置的专题讨论、测试系统设计以及自选试验三个环节占整个课程学时的2/3以上，为研究生应用测试理论和基础知识的学习提供了充分发挥想象力和创造力的展示平台。

三、教学改革的成效

改革后的课程学时分配及考核情况如表3所示。借助于图2所示的具有良好互动性的课程网站，课程的理论教学学时被压缩到10学时。除了《测试基础理论》、《测试系统设计与评估》以及《航空航天试验概述》三章在课堂上讲授以外，其余的理论教学内容均被安排为自学。这种安排方式充分保证了其他三个教学环节（特别是专题讨论环节）的学时，为优化课程教学奠定了基础。

表4给出了近三年专题讨论选题的统计分析结果。需要说明的是：表中的“结合研究方向”是指研究生所选的题目能够结合本学科各研究方向的应用需求。“结合前沿”是指研究生所选的题目能够结合测试技术的发展前沿。“结合科研”是指研究生选题为所在课题组此前开展的科研工作。研究生可通过查阅前人公开发表的论文和已毕业研究生的学位论文了解，也可通过与导师或者高年级研究生的交流理解项目深层次的技术问题。“结合课题”是指研究生所选题目与该研究生作为主要参与人参加的研究课题有关。由表中数据可以看出：绝大多数专题都能够结合研究方向，有助于研究生对专业前沿和工程需求的理解与把握。这主要得益于专题准备阶段指导教师对选题的严格把关和有意引导研究生尽量选择与研究方向相关的题目。专题中也有相当比例的题目结合科研或者课题。尤其是结合课题的专题，由于研究生亲自参与了课题，有深刻的实际体验，报告效果极佳，也易于激发课堂讨论。需要说明的是：结合课题的选题数量基本保持不变，这主要是后续选课的飞行器总体设计和航天器系统与自主技术方向研究生相对接触试验性质科研项目较少以及部分研究生课题暂时没有确定的缘故。

表5给出了2014年度自选试验分析结果。由统计结果可以看出：绝大多数试验选题都是结合科研、课题和实验室设备进行的，并且有相当部分试验使用了专业实验室的重大实验设备。自选试验的调试过程对研究生发现、分析和解决问题的能力提出了挑战。通过参与自选试验，研究生了解了先进设备的用途和前沿课题的试验需求。由于所参与的课题是前沿的，部分试验获得的结果本身就具有创新性。这表明，通过依托专业实验室的科研仪器设备，自选试验取得了良好的教学效果。

依托互动良好的课程网站、反映学科前沿的科研课题以及强大的实验室科研设备，“航空宇航测试与试验技术”课程教学改革压缩了理论教学的学时，并通过专题讨论、测试系统设计和自选试验等三个教学环节，为研究生构建了合理的课程知识体系，加强了研究生创新能力和实践能力的培养力度，取得了良好的教学效果。本课程的教学改革探索开辟了新的航空宇航类专业研究生测试技术课教学模式，也可为类似专业教学改革探索提供有益的借鉴和参考。

参考文献：

[1]刘进志，马怀祥，智小慧.“测试技术”精品课程建设研究 与实践[J].中国电力教育，2012，（32）.

[2]李孝红，崔文国，翁杰等.工科研究生创新能力培养现状 与改革[J].西南交通大学学报：社会科学版，2010，（4）.

[3]陈花玲，仇国芳，王俐等.改革研究生课程体系 培养研 究生创新能力[J].学位与研究生教育，2005，（6）.

[4]王丰.“机械工程测试技术”精品课程建设与实践[J]. 河北理工大学学报：社会科学版，2010，（5）.

[5]李孟源，尚振东，郭爱芳等.强化测试技术实践教学，培 养学生综合应用能力[J].中国现代教育装备，2007，（11）.

篇4

一、以“嫦娥一号”的发射方法为背景命题

目前，国际上把月球探测卫星从地面发射到月球有多种方式，常用的有4种类型：第1种是用运载火箭先将月球探测卫星送入近地球的圆轨道上，星箭分离后，靠月球探测卫星自行加速到入口速度10.6公里/秒，进入地月转移轨道到达月球；第2种是用运载火箭将月球探测卫星送入环地球飞行的大椭圆轨道，星箭分离后，通过月球探测卫星在椭圆轨道的近地点处加速到入口速度10.6公里/秒，进入地月转移轨道，最终到达月球；第3种是用运载火箭把月球探测卫星加速到10.6公里/秒，直接送入地月转移轨道，星箭分离后，卫星飞向月球；第4种是用运载火箭直接将月球探测卫星送入地月引力平衡点处，星箭分离后，卫星在地月引力平衡点处加速进入月球轨道。根据嫦娥一号卫星的使命和性能，以及我国现有运载火箭的能力，经过精确的分析和计算，为了用最小的代价实现奔月过程，嫦娥一号卫星选择了第2种轨道飞行方式。 2007年全国卷Ⅱ选择题20即以第3、4两种发射类型来命题考查学生运用功能关系来分析求解实际问题的能力。原题为：

（2007年全国卷Ⅱ）假定地球、月球都静止不动，用火箭从地球沿地月连线向月球发射一探测器，假定探测器在地球表面附近脱离火箭。用 w 表示探测器从脱离火箭处飞到月球的过程中克服地球引力做的功，用E 表示探测器脱离火箭时的动能，若不计空气阻力，则（?摇?摇）。

A. E 必须大于或等于w，探测器才能到达月球

B. E 小于w，探测器也可能到达月球

C. E =w/2，探测器一定能到达月球

D. E =w/2，探测器一定不能到达月球

分析求解过程如下：探测器在地球表面附近脱离火箭后获得E 的动能。探测器从地球表面处飞到月球的过程中克服地球引力所做的功为w，设地、月连线间的距离为r，在地、月连线间存在一个使探测器合外力为零的位置O，由万有引力定律，有：G =G 。

故探测器在地球表面附近脱离火箭后获得E 的动能。只要能到达合外力为零的位置O处，则往后可依靠月球对探测器的引力作功飞抵月球，而探测器从地球表面处飞到月球的过程中克服地球引力所做的功w中包含有从O点处到月球这一段距离克服地球引力所做的功，其实探测器只要能飞抵图中O点处就可实现到达月球。

A选项错误，B选项正确。

由万有引力定律可知，地球对探测器的引力与它们之间的距离的平方成反比，故地球对探测器的引力是变力，越靠近地球附近越大，越远离地球越小，当探测器的动能E =w/2时，探测器连地、月连线的中点都不能到达，更不可能到达图中的O点处。C选项错误，D选项正确。

二、以“嫦娥一号”的后续工程为背景来命题

中国的探月工程将分“绕、落、回”三期进行，目前第一期工程已经开始实施。“绕”是中国探月工程的第一期，即环绕月球进行不接触月表探察，时间是从现在开始到2007年；“落”是着月探测，亦是中国探月工程的第二期，时间是2005年至2012年；第三期“回”的时间是2010年至2017年，主要工作是在月球表面着陆，并采样返回。2007年全国卷Ⅲ第17题即以此为背景来考查学生综合分析求解问题的能力。原题为：

（07全国Ⅲ）我国探月的“嫦娥工程”已启动，在不久的将来，我国宇航员将登上月球。假如宇航员在月球上测得摆长为l的单摆做小振幅振动的周期为T，将月球视为密度均匀、半径为r的球体，则月球的密度为（?摇?摇）。

分析及求解过程如下：月球表面上质量为M′的物体所受的万有引力近似等于其重力，

故有：G Bm′g ?圯g=G ，由单摆的周期公式：

三、以“嫦娥1号”的绕月轨道为背景来命题

嫦娥一号卫星的接近月球后经过3次减速，使卫星保持在约1.6公里/秒的速度，进入到周期为127分钟，轨道高度为200±25千米的圆形的工作轨道。卫星在此轨道运行1年时间，完成月球科学探测任务。2006全国I第16题即以此为背景来命题，原题为：

（2006全国I）我国将要发射一颗绕月运行的探月卫星“嫦娥1号”。设该卫星的轨道是圆形的，且贴近月球表面。已知月球的质量约为地球质量的1/81，月球的半径约为地球半径的1/4,地球上的第一宇宙速度约为7.9km/s，则该探月卫星绕月运行的速率约为（?摇?摇）。

A. 0.4 km/s B. 1.8 km/s C. 1.1 km/s D.36 km/s

分析及求解过成如下：若“嫦娥1号”卫星的轨道是圆形的，且贴近月球表面，设卫星质量为m′，有：

由此即可解得正确答案为B。

四、嫦娥一号卫星发射后的4次主要的变轨

“嫦娥一号”首先进入一条近地点为200公里,远地点51000公里的大椭圆轨道，即超地球同步转移轨道。“嫦娥一号”采用了一个在地球轨道3次近地点加速的轨道调整方案，即采用调相轨道，使嫦娥一号卫星轨道由近地点高度200公里，远地点高度51000公里的轨道，调整到近地点高度600公里，远地点高度变为约38万公里的地月转移轨道。下面给出一道题供大家练习。

练习题：发射地球同步卫星时，可认为先将卫星发射至距地面高度为h1的圆形近地轨道上，在卫星经过A点时点火（喷气发动机工作）实施变轨进入椭圆轨道，椭圆轨道的近地点为A，远地点为B。在卫星沿椭圆轨道运动经过B点再次点火实施变轨，将卫星送入同步轨道（远地点B在同步轨道上），如图所示。两次点火过程都是使卫星沿切向方向加速，并且点火时间很短。已知同步卫星的运动周期为T，地球的半径为R，地球表面重力加速度为g，求：

（1）卫星在近地圆形轨道运行接近A点时的加速度大小；

（2）当卫星在同步轨道及椭圆轨道上经过同一点B时（ ）。

A.具有相同的重力加速度

B.受到相同的地球引力

C.在同步轨道上的重力加速度大于在椭圆轨道上的重力加速度

D.在同步轨道上卫星的引力势能大于在椭圆轨道上的引力势能

答案为：（1）a= g；（2）A、B。

参考文献：

［1］M-物理――第一册，人民教育出版社物理室，2002.