旋翼機原理 申論題歷屆試題與參考架構
普通考試,民國 102~115 年共 12 份試卷、60 題,其中 56 題附參考答題架構。考這一科的類科:航空器維修。本頁列出歷年全部題目,參考架構只列開頭的「破題」,完整的答題架構、關鍵字與作答提醒請到站內查看。
115 年(考試時間 90 分鐘) 原卷 PDF
- 1
試述何謂主旋翼的「後退葉片失速(Retreating Blade Stall)」?它對飛行有何限制?(20 分)
(20 分)
參考架構・破題
後退葉片失速(Retreating Blade Stall)是限制旋翼機最大前進空速的最主要空氣動力學因素,源於前進飛行時前進側與後退側葉片相對空速的不對稱性,導致後退葉片必須以極大攻角產生升力,最終超越臨界攻角引發氣流分離。
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- 2
何謂「失去尾旋翼效能(LTE)」?請詳細解釋其中「尾旋翼渦環狀態」(210°-330°)的成因。(20 分)
(20 分)
參考架構・破題
失去尾旋翼效能(LTE)係指單旋翼直升機在尾旋翼無機械故障的情況下,因外在氣流與主旋翼下洗尾流干涉,導致尾旋翼無法提供足夠反扭力而發生非預期偏航的危急狀態;其中尾旋翼渦環狀態是特定左後方側風環境下誘發的典型氣動惡化現象。
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- 3
試述在直昇機的主旋翼系統中,「撲動(Flapping)」與「羽動(Feathering)」的作動方式?(20 分)
(20 分)
參考架構・破題
直升機主旋翼系統的撲動(Flapping)與羽動(Feathering)是解決前進飛行升力不對稱並實現飛行姿態控制的兩大關鍵運動機制,撲動藉由葉片上下揮舞達成氣動力自動配平,羽動則藉由旋轉葉片節距角達成推力大小與方向的精準控制。
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- 4
試 述 迴 旋 桿 ( Cyclic Pitch Control ) 的 操 作 如 何 結 合 「 陀 螺 進 動 性(Gyroscopic Precession)」來改變主旋翼葉片的傾斜姿態?(20 分)
(20 分)
參考架構・破題
迴旋桿(週期變距桿)係透過傾斜盤機構週期性改變葉片節距,並利用高速旋轉旋翼盤所具備的「陀螺進動性」——即外力力矩作用於旋轉剛體後,其最大位移響應滯後施力點約90度相位角的物理規律,精準操縱主旋翼盤面傾斜與直升機飛行姿態。
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- 5
試述半剛性(Semirigid)旋翼直昇機為何特別容易遭遇「主承桿撞擊(Mast Bumping)」?(20 分)
(20 分)
參考架構・破題
半剛性翹翹板式旋翼直升機在遭遇低重力(Low-G)或失重狀態時,由於主旋翼推力驟降失去對機身的姿態控制力矩,此時若飛行員本能地橫向大幅推拉週期桿,旋翼盤翹動將超過機械擺角極限,導致旋翼轂內側金屬與主承桿發生破壞性碰撞(Mast Bumping)。
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114 年(考試時間 90 分鐘) 原卷 PDF
- 1
試述旋翼機在垂直起降與前進飛行時,主旋翼產生升力的基本機理及其差異。並說明各種飛行狀態下氣流對主旋翼效率的影響。(20 分)
(20 分)
參考架構・破題
旋翼機主旋翼係透過動量理論的下洗動量反作用力與葉素理論的翼型流場壓差產生升力;在垂直起降與前進飛行中,由於盤面氣流由軸向對稱流動轉變為傾斜非對稱流動,導致升力機制、向量分配與氣動功率效率產生顯著差異。
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- 2
請解釋旋翼機在自轉(Autorotation)狀態下的氣動力特性,並說明自轉飛行時主旋翼如何維持轉速及升力。為何自轉是失去動力後的必要操作?(20 分)
(20 分)
參考架構・破題
自轉(Autorotation)是旋翼機發動機完全失去動力時,利用機身重力下降所產生的由下而上反向相對氣流,驅動主旋翼自由旋轉以維持轉速並產生氣動升力的應急空氣動力狀態,是旋翼機防範失速墜毀、實現安全迫降的唯一生命保障操作。
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- 3
請詳述「旋翼系統的鉸鏈(Hinge)」設計種類及各自功用。(20 分)
(20 分)
參考架構・破題
旋翼系統鉸鏈是解決主旋翼在前進飛行中面臨的升力不對稱、科氏力動態衝擊與飛行員週期操縱指令傳遞的機械關鍵;傳統全鉸式旋翼具備水平鉸、垂直鉸與軸向鉸三種獨立自由度,現代旋翼則朝向彈性體與複合材料無鉸結構演進。
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- 4
請說明「自動旋翼穩定系統(Stability Augmentation System, SAS)」的目的及主要功能。(20 分)
(20 分)
參考架構・破題
自動旋翼穩定系統(SAS)旨在藉由感測器即時偵測機身角運動,透過閉迴路致動機構提供短週期動態阻尼,用以克服旋翼機先天動態不穩定、強烈氣動交叉耦合及短週期震盪發散缺陷,大幅減輕飛行員操縱負擔並確保飛行安全。
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- 5
試述「地面效應(Ground Effect)」對旋翼機懸停性能的影響,並說明旋翼機靠近地面時發生地面效應的物理原理。 (20 分)
(20 分)
參考架構・破題
地面效應(IGE)是旋翼機在接近地表懸停時,因固體地面限制了旋翼向下吹送的氣流擴散,使得通過旋翼盤面的垂直誘導下洗速度顯著降低,同時抑制了葉尖渦流生成,從而在相同功率下產生更大升力或在相同重量下大幅降低所需發動機功率的氣動力現象。
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113 年(考試時間 90 分鐘) 原卷 PDF
- 1
請詳述旋翼機離開地面時,會受到何四種空氣動力原理的作用,並請詳述其作用。(20 分)
(20 分)
參考架構・破題
旋翼機脫離地面進入空中飛行狀態時,其升力產生與運動控制主要建構於四大核心空氣動力原理的作用:柏努利定理、牛頓第三運動定律(動量作用)、葉尖渦流誘導阻力效應,以及近地面的地面效應邊界作用,四大原理共同決定了旋翼氣動力載荷與能量轉換。
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- 2
請詳述直升機傳導升力(Translational lift)的原理及其對直升機之影響。(20 分)
(20 分)
參考架構・破題
傳導升力(Translational Lift)係指直升機由懸停狀態進入前進平飛運動時,主旋翼系統因橫向穿透相對氣流,使單位時間內流經盤面的空氣質量顯著增加、下洗誘導速度減低並吹散自體尾流渦旋,從而使旋翼氣動效率顯著躍升的空氣動力現象。
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- 3
請詳述直升機之地面共振的現象,以及其發生的原因為何?(20 分)
(20 分)
參考架構・破題
地面共振(Ground Resonance)是全鉸式或具備擺振自由度的主旋翼直升機在起落架接觸地面時,旋翼葉片非對稱擺振所造成的偏心慣性力,與機身起落架系統的固有振動頻率發生耦合放大,導致機體在數秒內產生幾何級數發散、足以使全機解體的破壞性自激震盪現象。
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- 4
請詳述不同旋翼葉片形狀對直升機主旋翼性能的影響。葉片形狀的變化如何影響升力、阻力和整體空氣動力效率?(20 分)
(20 分)
參考架構・破題
旋翼葉片的幾何外型設計——包括平面形狀、展向幾何扭轉、葉尖造型及翼型剖面分佈,直接決定了展向環量分佈、氣流分離點與葉尖激波強度,是優化升力分配、減小誘導與型阻阻力、提升懸停與前進飛行整體氣動效率的核心手段。
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- 5
請詳述直升機之反扭力踏板(Anti-torque Pedals)的操作方式,以及在飛行控制中的原理。(20 分)
(20 分)
參考架構・破題
反扭力踏板是直升機偏航(Yaw)軸向控制的核心操縱裝置,其利用機械桿系改變尾旋翼葉片的羽動節距角,藉由即時調節尾旋翼側向推力以平衡主旋翼旋轉所誘發的反作用扭矩,並達成機頭指向控制與航向配平。
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112 年(考試時間 90 分鐘) 原卷 PDF
- 1
請說明傾轉式旋翼機(Tiltrotor)之主旋翼槳葉外型及其性能分析考量因素有那些?(20分)
(20 分)
參考架構・破題
傾轉式旋翼機(Tiltrotor)兼具直升機垂直起降懸停與固定翼渦輪螺旋槳高速巡航兩種工作模式,其旋翼槳葉必須在「高懸停推力比」與「高軸向推進效率」兩種相衝突的氣動邊界間取得妥協,其幾何外型極為特殊,性能分析涵蓋複雜的模態轉換與氣動彈性課題。
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- 2
關於旋翼機方向性控制,試說明如何進行?(20分)
(20 分)
參考架構・破題
旋翼機的方向性控制(偏航控制)係指控制機身圍繞垂直軸(Z軸)進行航向改變、轉彎及維持航向平衡的控制機制;主要由飛行員操作反扭力踏板即時調節尾部抗扭推力裝置,並配合機身垂直安定面的氣動風標效應共同達成。
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- 3
試說明旋翼機如何在飛行中調整升力?(20分)
(20 分)
參考架構・破題
旋翼機在飛行中升力的產生與調整,主要藉由「總距桿(Collective Pitch Control)」同步等量改變全體旋翼葉片的安裝角,並由發動機調速器自動配平功率以維持恆定旋翼轉速,輔以週期變距進行向量分解及利用前進速度誘導氣流增益綜合達成。
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- 4
請試述旋翼機的動態穩定性如何達成?(20分)
(20 分)
參考架構・破題
旋翼機的動態穩定性(Dynamic Stability)係指機體受到擾動偏離配平姿態後,隨時間推移能自主抑制震盪並恢復初始平衡狀態的特性;由於旋翼機先天具備動態不穩定與交叉耦合缺陷,其動態穩定性需藉由氣動阻尼設計、機械穩定機構與現代電子自動增益控制多層次協同達成。
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- 5
試繪出一般旋翼機主要結構示意圖,並解釋主要部位飛行力學功能。(20分)
(20 分)
參考架構・破題
一般單旋翼帶尾旋翼直升機主要由主旋翼系統、機身與發動機傳動系統、起落架、尾桁與尾部安定面及尾旋翼系統構成;各結構部件緊密協調,共同承擔克服重力、產生前進推力向量、消除反扭力矩及維持三軸動態平衡之飛行力學功能。
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110 年(考試時間 90 分鐘) 原卷 PDF
- 1
關於誘導流(induced flow),試回答以下問題:
(一)試述旋翼機主旋翼誘導流產生的原因。(10 分)
(二)試述當旋翼機接近地面時,主旋翼誘導流能帶來怎樣的優點?(10 分)
(20 分)
參考架構・破題
本題探討旋翼機空氣動力學之核心概念「誘導流」(induced flow)之成因及其在地面效應(IGE)下的流場特徵與效益,考生須掌握動量理論、翼剖面受力及地表邊界對氣流速度的改變。
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- 2
關於作用於懸停(hovering)狀態下旋翼機之地面效應(ground effect),試回答以下問題:
(一)試論述「地面效應」對於發動機輸出功率之影響性。(10 分)
(二)配合繪圖的方式,說明地面效應對於旋翼葉片節距角(blade pitch angle)的影響性。(10 分)
(20 分)
參考架構・破題
本題考查懸翼機於地面效應(IGE)懸停時之能量消耗與空氣動力學向量幾何關係,核心在於掌握誘導速度減小對發動機誘導功率之節省機制,以及如何透過向量圖推導葉片節距角之減小現象。
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- 3
當一架旋翼機處於側飛飛行(sideward flight)狀態下時,試回答以下問題:
(一)以自由體圖(free body diagram)圖示的方式表達整架旋翼機的受力情況。(10 分)
(二)怎樣的機體結構外型因素會造成飛行時的不穩定現象?(10 分)
(20 分)
參考架構・破題
本題探討旋翼機側飛狀態之力學平衡體系與機體氣動力外型設計,作答核心在於透過正視或後視視角構建自由體圖解析各力向量平衡,並從迎風面積、壓力中心及尾流干涉剖析造成橫向與航向不穩定之外型因素。
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- 4
關於主旋翼的「葉片扭曲(blade twist)」設計,試回答以下問題:
(一)試說明設計成「葉片扭曲」的原因為何?(10 分)
(二)試舉一例並配合繪圖方式說明主旋翼葉片如何扭曲?(10 分)
(20 分)
參考架構・破題
本題探討旋翼葉片氣動彈性與幾何優化之關鍵設計「葉片扭曲」(blade twist),核心在於克服旋翼轉動時展向切線速度線性遞增所導致的升力過度偏向葉尖之弊端,進而達到均勻載荷、弱化渦流與提升氣動效率之目的。
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- 5
關於旋翼機主旋翼的「自旋(autorotation)」,試回答以下問題:
(一)試說明何謂「自旋」?(10 分)
(二)說明旋翼機的主旋翼系統可以利用怎樣的設計概念,得以在飛行過程中利用「自旋」發揮緊急功用。(10 分)
(20 分)
參考架構・破題
本題探討旋翼機發動機動力失效時之核心應急安全機制「自旋」(autorotation)及其系統工程設計,核心在於掌握自下而上氣流驅動旋翼之展向分區受力平衡原理,以及單向自由輪離合器與高轉動慣量等主旋翼系統設計理念。
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109 年(考試時間 90 分鐘) 原卷 PDF
- 1
(一)請繪圖說明對稱(Symmetrical)與非對稱(Nonsymmetrical)翼形(Airfoil)的定義。(8分)(二)並說明這兩種翼形的升力與攻角關係曲線的最大不同點,及非對稱翼形的相對優勢及可能缺點。 (12分)
(20 分)
- 2
直升機主旋翼的功能除產生升力外,在飛行操控亦擔任重要角色。請說明何謂主旋翼的拍動(Flapping)及其主要原理與功能。(20分)
(20 分)
參考架構・破題
拍動是旋翼葉片相對旋翼轂在垂直於旋轉平面的方向上、下運動;它既是葉片對週期性氣動負荷的自然反應,也是使旋翼得以平衡前飛升力不對稱並改變推力方向的核心機制。
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- 3
旋翼機動量理論(Momentum Theory)可用於推估滯空懸停(Hovering)的性能。然而此理論卻基於許多假設,且須引用其它基本定律以導出旋翼葉盤推力(Thrust)及誘導功率(Induced Power)的性能算式。(一)請寫出四項該理論引用的定律名稱。 (8分)(二)另擇四項基本假設,予以說明之。 (12分)
(20 分)
- 4
直升機旋翼葉片通常採用外洗(Washout)的構形設計。請說明何謂旋翼葉片的外洗以及其主要原理與目的。 (20分)
(20 分)
- 5
請說明何謂平移升力(Translational Lift)?它對直升機主旋翼與尾翼工作效率有何影響?當直升機從懸停(Hovering)開始前飛(Forward Flight),平移升力將對直升機的飛行姿態有何影響?(20分)
(20 分)
108 年(考試時間 90 分鐘) 原卷 PDF
- 1
關於展弦比(aspect ratio):
(一)請分別說明矩形與非矩形機翼形狀的展弦比定義。(10 分)
(二)請以機翼之攻角α(attack angle)為橫座標,升力係數 CL 為縱座標,繪製在不同展弦比數值下的關係曲線,並說明攻角與升力係數受到展弦比數值影響的變化趨勢。 (10 分)
(20 分)
- 2
針對圖一的主旋翼分別旋轉至 A、B、C、D 等四個位置:
(一)說明該四個位置的攻角(attack angle)的不同之處。(10 分)
(二)說明與分析該四個位置攻角變化的原因。(10 分)Direction of Rotation圖一
(20 分)
本題含圖表或公式,請對照原卷 PDF。
- 3
關於旋翼機之飛行:
(一)試述主旋翼會發生錐形(coning)現象之原因。 (10 分)
(二)試述何謂擺盪行為(pendular action)以及其發生的原因。(10 分)
(20 分)
- 4
參考圖二所示之主旋翼葉片:
(一)試說明 A、B、C 等三處葉片俯仰角(blade pitch angle)的差別之處。(5 分)
(二)試說明 A、B、C 等三處葉片俯仰角會有差別的原因與目的。(10 分)
(三)針對標示為 D 之突出部分,說明其名稱與功能。(5 分)圖二
(20 分)
本題含圖表或公式,請對照原卷 PDF。
- 5
針對一架正處在懸停滯空(hovering)狀態的旋翼機,試回答下列問題:
(一)如何從該旋翼機的懸停姿態判斷其重心位置是屬於「重心位置適中」、「重心位置過前」以及「重心位置過後」等三種情況?本題須配合以繪製簡圖的方式輔助說明之。(10 分)
(二)當重心位置持續在「重心位置過前」與「重心位置過後」等兩種情況下持續飛行,飛行員可能會面臨怎樣的不利情況?(10 分)
(20 分)
參考架構・破題
無風穩定懸停時,機體會調整到重心大致位於旋翼支承與合力線下方;因此前重呈機首低、需較多後週期桿,後重呈機尾低、需較多前週期桿,並各自侵蝕相反方向的操縱裕度。
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107 年(考試時間 90 分鐘) 原卷 PDF
- 1
直升機主旋翼運轉所受的阻力主要分那兩種?試說明其基本原理與特性。一般旋翼機在懸停滯空飛行時,這兩種阻力各占總阻力的百分比約為多少?(20 分)
(20 分)
參考架構・破題
懸停時主旋翼轉動所需克服的主要阻力可分為翼型阻力與誘導阻力;前者來自葉片剖面穿越空氣,後者來自產生升力時的誘導流與葉尖渦,典型懸停中誘導部分占較大比例。
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- 2
何謂旋翼機自轉(Autorotation)?在何種情況必需採用自轉操作?自轉下降的空氣動力基本原理為何?試說明之。(20 分)
(20 分)
- 3
一直升機主旋翼直徑 16.4 m,轉速 260 rpm,其翼尖速度為何?若直升機前進飛行速度300 km/hr,聲速 1236 km/hr,試估算通過翼尖相對氣流的最大速度及馬赫數。(20 分)
(20 分)
參考架構・破題
先把主旋翼直徑換成半徑並將每分鐘轉數換成每秒轉數,求得旋轉翼尖線速度;最大相對速度出現在前行側翼尖,可用翼尖線速度與前進速度同向相加,再除以聲速求馬赫數。
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- 4
若直升機前進飛行速度為 V,主旋翼半徑為 R,轉速為 Ω。旋翼葉片發生逆流(Reverse Flow)的範圍,其最大可占葉片長度的比例為 V/RΩ,試說明之。(15 分)
(15 分)
參考架構・破題
逆流出現在後退側葉片靠近旋翼轂的區域:當前進飛行造成的平移氣流大於該半徑處的旋轉切向速度時,局部弦向相對氣流方向反轉;在純後退方位範圍最大,其徑向比例即前進比 V/ΩR。
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- 5
對於單主旋翼帶尾旋翼的直升機,其飛行操控機構的重要部件包括周期變距桿(Cyclic Pitch Control Stick)、總距桿(Collective Pitch Control Stick)、斜盤(Swash Plate)和踏板(Pedals)等,試敘述它們的基本功能和操控原理。(25 分)
(25 分)
105 年(考試時間 90 分鐘) 原卷 PDF
- 1
旋翼機載重飛行時,飛行員如何確認機身載重已達平衡狀態?為何旋翼機載重不平衡,會降低其飛行性能,甚至造成飛安問題?(20 分)
(20 分)
- 2
分析葉片旋轉產生推力有二種方法:一為動量原理(momentum theory) ,另一為葉片元素原理(blade element theory)。試分析這二種方法的不同點。(20 分)
(20 分)
參考架構・破題
兩種方法的核心差異是觀察尺度:動量理論把旋翼視為整體的致動圓盤,由流場動量變化求總推力與理想誘導功率;葉片元素理論把實體葉片沿半徑切成小段,由各段翼型氣動力積分求整體性能。
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- 3
旋翼機的尾旋翼可分成牽引式(tractor)與推動式(pusher)二種結構,試畫一簡圖顯示此二種尾旋翼主要特徵的差異,並說明各自的優缺點。(20 分)
(20 分)
參考架構・破題
牽引式與推動式的判別重點,不是尾旋翼推力朝左或朝右,而是尾旋翼盤相對尾梁或垂直尾翼的位置,以及誘導流在到達旋翼前或離開旋翼後是否受機體遮蔽。作答應先定義圖中的氣流方向,再比較安裝與干擾。
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- 4
附圖所示是一旋翼機水平飛行時的俯視圖,其飛行速度為 ,旋翼片的旋轉速度為ω。圖中顯示有一葉片在某一瞬間其與機身後緣的夾角為 ,現考慮在此葉片上距離翼根 處的一點 ,求出在此點上所感受到的相對風速大小(用 、ω、 、 表示之)。由此表示式說明相對風速在整個旋轉圓盤上的大概分布情形。 (20 分)飛行方向
(20 分)
本題含圖表或公式,請對照原卷 PDF。
- 5
用簡圖說明旋翼機在(一)地面靜止時,(二)無載重滯空飛行時,(三)載重滯空飛行時,三種不同情況下,其葉片外型有何不同?並解釋是因那些外力的作用,導致在三種情形下葉片外型的差異性。(20 分)
(20 分)
參考架構・破題
三種外形的差異來自重力、離心力與氣動升力的相對大小:停轉時以重力造成下垂;旋轉懸停時離心力使葉片趨於伸直,升力又使旋翼形成上反的錐形;載重越大,所需升力與錐角通常越大。
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104 年(考試時間 90 分鐘) 原卷 PDF
- 1
何謂失速(stall)現象?如何避免飛行失速?試申論之。(20 分)
(20 分)
參考架構・破題
失速是翼型攻角超過臨界攻角後,邊界層大範圍分離,使升力明顯下降、阻力與振動增加的氣動現象;它由攻角決定,不等同於單純低空速。直升機還須特別討論旋翼葉片的局部失速與後退葉片失速。
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- 2
請說明何謂直升機旋翼的性能指數(figure of merit)?當直升機懸停滯空(hover)時,若其主旋翼性能指數為 0.75,其代表之意義為何?(20 分)
(20 分)
- 3
一架在懸停滯空(hover)狀態之直升機重量 7,200 lb,旋翼半徑 24 ft,空氣密度ρ = 0.002377 slug ft 3 ;請利用動量理論(momentum theory)推估直升機旋翼之誘導速度(induced velocity)及誘導功率(induced power)各為何?請說明。(20 分)
(20 分)
- 4
直升機主旋翼(main rotor)被安裝於旋翼輪轂(rotor hub)之構造型式可以分為那幾類?請說明各類主旋翼安裝構造之工作原理及各自影響何種旋翼葉片運動(blade motion)。(20 分)
(20 分)
參考架構・破題
主旋翼槳轂通常依葉片揮舞、前後擺振及變距三種自由度如何取得,分為全鉸接式、半剛性式與剛性或無鉸式;現代另常列無軸承式。作答宜以「構造—允許運動—受力影響」逐類比較。
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- 5
請說明何謂無尾旋翼(NOTAR, NO TAil Rotor)直升機?並請說明該型直升機無需設置尾旋翼之工作原理為何?(20 分)
(20 分)
103 年(考試時間 90 分鐘) 原卷 PDF
- 1
試說明壓縮(Compressibility)效應對直昇機主旋翼的影響及其形成主因。(20 分)
(20 分)
參考架構・破題
壓縮效應主要發生在前進飛行的主旋翼前進側翼尖:葉片旋轉速度與直升機前進速度疊加,使局部馬赫數升高,密度變化與震波造成阻力、載荷及操縱問題,並限制最高空速與旋翼轉速。
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- 2
直昇機主旋翼的翼尖速度與空速受到何種因素的限制?(20 分)
(20 分)
參考架構・破題
主旋翼翼尖速度與直升機空速的可用範圍,由前進側的壓縮性、後退側的失速,以及旋翼本身的離心應力、功率、振動與噪音共同夾限;提高旋翼轉速雖可改善後退側相對速度,卻會惡化前進側馬赫數與結構負荷。
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- 3
試說明雙旋翼交叉式(Intermeshing rotors)直昇機的工作原理及優缺點。(20 分)
(20 分)
參考架構・破題
雙旋翼交叉式直昇機以兩副反向旋轉、旋轉面彼此重疊的旋翼共同產生升力,利用精確相位同步使葉片交錯通過而不碰撞;答題應先說構造與傳動,再分別評析效能、操縱與維修上的利弊。
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- 4
試說明直昇機在高密度高度(High density altitude)的高山,為何載重與控制力變差?(20 分)
(20 分)
參考架構・破題
高密度高度不是空氣密度高,而是飛機在稀薄空氣中呈現如同位於更高標準大氣高度的性能;高山、高溫及較高濕度都會使空氣密度降低,造成旋翼升力、發動機可用功率及操縱面效能同時下降。
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空勤總隊 UH-1H 直昇機執行 6500 呎山區(溫度 12.5C)無地面效應滯空吊掛,起飛時基本載重(含機組 3 員)為 7500 磅,加 200 磅特搜員、救生裝備 200 磅,到達任務區飛行耗時 40 分鐘,其耗油率為 10 磅/分鐘;若假設待救人員每人為 200 磅,則依滯空限制表(下表),該機可救起幾個人?(20 分)UH-1H 無地面效應滯空(OGE)最大許可總重表壓力 大 氣 溫 度(FAT)℃高度 –15 –10 –5 00 +05 +10 +15 +20 +25 +30 6000 950 950 950 934 900 864 827 791 755 720 6500 947 945 942 916 883 848 811 776 741 707 7000 942 940 927 899 866 831 796 761 727 693備 由壓力高度與溫度推算之表列數據,乘以 10,等於最大許考 可總重(磅)。
(20 分)
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102 年(考試時間 90 分鐘) 原卷 PDF
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試解釋旋翼機在前進飛行時,為何前進端的葉片所受到的升力會比後退端葉片所受到的升力來得大?此將造成何種負面影響?如何加以克服?(20 分)
(20 分)
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有一架旋翼機做水平直線運動,假設機身前進速度(相對於地面)為時速 150 公里,而翼尖相對於軸心的線速度為時速 450 公里。假設葉片(翼根到翼尖)長度為 5 公尺,試回答下列問題:
(一)葉片的轉速為每秒鐘多少轉?(6 分)
(二)前進端葉片的翼尖速度(相對於地面)為時速多少公里?(7 分)
(三)後退端葉片的翼尖速度(相對於地面)為時速多少公里?(7 分)
(20 分)
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旋翼機引擎失效時,迫降能否成功,決定於一條飛行安全曲線,稱為「Dead Man’s Curve」曲線,試畫出此曲線,並說明各個不同區域的含意。(20 分)
(20 分)
參考架構・破題
所謂 Dead Man’s Curve 即直昇機的高度—速度圖,表示各種高度與前進速度組合下,發動機失效後是否有足夠時間、旋翼能量與空間建立自轉並完成 flare 與著陸;曲線內是應避免的操作區,不代表一越線就必然失事。
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旋翼機的葉片為何須加以預扭(pre-twist)?(10 分)其預扭的角度從翼根到翼尖如何變化?(10 分)
(20 分)
參考架構・破題
旋翼葉片從翼根到翼尖的切向速度隨半徑增加,若全翼等槳距,外段動壓與升力會過度集中;預扭就是在製造時沿翼展配置不同幾何槳距,使載荷較合理、效率提高並避免翼尖過早進入不利狀態。
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解釋旋翼機的地面效應(ground effect)。(10 分)並說明其產生與消失的時機。(10 分)
(20 分)
參考架構・破題
地面效應是旋翼盤接近地面時,地面阻礙下洗流與翼尖渦發展,使誘導速度及誘導功率降低;因此同樣功率可產生較大推力,或維持相同重量所需功率較少。作答須同時交代物理機制、進入與離開時機及影響因素。
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題目來源:考選部考畢試題查詢平臺(政府資訊公開資料);參考架構為本站自撰,僅供準備方向參考,非官方標準答案。最後更新:。