所屬科目:民航◆飛行原理
一、請解釋商用航空器中三個關鍵的重量定義(包括:最大起飛重量 MTOW、 乾操作重量 DOW、零燃油重量 ZFW)。並闡述重量增加如何從根本上影響次音速(subsonic)飛機的起飛距離和最大升限(Ceiling)這兩項飛機性能指標。(25 分)
二、空速 - 負載係數圖( V-圖)是飛機結構設計和飛行操作限制的關鍵 工具圖,請繪製一張簡化的次音速 V- n 圖並標示與說明其四個主要邊界:1.最大允許正負載係數線(結構限制 nA,max),2.最小負載係數線(結構限制 nA,min ),3.失速線(Stall Line),4.最大操作速度線(VD 或VNE )以 及巡航速度點(VA)。並請解釋為什麼在低速區域,負載係數會受到失速線限制,而在高速區域,負載係數則受到結構限制或最大可產生負載係數的限制。(25 分)
三、當使用縮尺模型在風洞中測試全尺寸飛機時,工程師必須確保流場之間的動態相似性(Dynamic Similarity),請解釋何謂動態相似性?並請根據 白金漢π定理(Buckingham π theorem) ,推導飛機飛行中受氣流擾動所致之渦流頻率(Eddy frequency, n)之無因次表示式,最後論述渦流頻率 可能導致何種嚴重的飛行安全問題,以結構共振為例說明。 (25 分)
四、請說明對於低速飛行階段 (起飛和降落 ),高升力系統( High-Lift Systems),如襟翼(Flaps)和縫翼(Slats),如何共同作用以提高機翼的最大升力係數( CL ,max )?並請解釋這些多段翼(multi-element airfoils) 的設計如何透過改變那些機制來延遲失速(Stall),並說明其對航空管制員在終端區(Terminal Area)決策中的意義。 (25 分)