112 民航特考三等 適航檢查 飛行原理 考古題詳解

核心觀念

本題考查：

• 失速速度的定義：飛機在最大升力係數 $C_{L\max}$ 下，升力恰能平衡飛機重量。
• 平飛失速條件：$L=W$。
• 傾斜轉彎時的載重因數（Load Factor）： $n=\frac{L}{W}$
• 傾斜轉彎中，升力的垂直分量須平衡重量，因此： $L\cos\phi=W$ 其中 $\phi$ 為傾斜角。

本題為計算題，沒有選項，因此無須進行選項逐一分析。

（一）$1g$ 平飛失速速度

平飛失速時，升力等於重量：

$L=W=mg$

飛機重量為：

$W=200\times 9.8=1960\ \mathrm{N}$

由失速速度公式：

代入題目數據：

換算為公里／小時：

因此：

（二）$60^\circ$ 傾斜轉彎時的失速速度

在傾斜轉彎中，升力方向相對於垂直方向傾斜。為維持高度，升力的垂直分量必須等於重量：

當傾斜角為 $60^\circ$ 時：

因為：

所以：

因此飛機在轉彎時的載重因數為：

核心觀念

本題考查飛機相對於機翼基準線、機身基準線及地平線的角度定義，以及這些角度之間的幾何關係。繪圖時須先標明各基準線，再依序區分：

• 攻角（Angle of Attack，$\alpha$）：翼弦線與相對風方向之間的夾角。
• 安裝角（Angle of Incidence，$i$）：翼弦線與機身縱軸之間的固定夾角，屬於飛機的設計幾何角度。
• 俯仰角（Pitch Angle，$\theta$）：機身縱軸與地平線之間的夾角。
• 航行角（Flight Path Angle，$\gamma$）：飛行航跡方向與地平線之間的夾角。

解題方法與示意圖

以側視圖表示飛機，將機身縱軸、翼弦線、地平線及飛行航跡方向畫在同一平面。相對風方向與飛行航跡方向相反；因此在常用的正角度定義下，攻角、安裝角、俯仰角與航行角滿足：

整理得：

 翼弦線
 ─────────────→
 ／ 攻角 α
 ／
 機身縱軸 ／
 ────→
 ＼ 安裝角 i
 ＼
地平線 ─────────\────────────────→
 俯仰角 θ \ 飛行航跡方向
 ＼────────→
 航行角 γ

圖中角度以符號表示，實際繪圖時應清楚標出各角所夾的兩條線；相對風方向則沿航跡反方向。

各角度說明

攻角（$\alpha$）

核心觀念

攻角（Angle of Attack, AoA）是機翼弦線與相對風方向之間的夾角，通常以 $\alpha$ 表示。它不同於飛機的俯仰姿態角：飛機機頭朝上，不代表攻角一定很大；攻角取決於機翼相對於來流的方向。

攻角感測器常見形式包括風標式感測器與壓力式探頭。其安裝位置須能量得具代表性的局部氣流方向，並避開機身、機翼或其他構件造成的氣流干擾。不同機型的實際位置與數量會依設計而異。

解題方法

題目要求列出五個「位置區域」，作答時以飛機外部常見的感測器布置區域分類，並補充安裝原則。這些是一般性區域，並非每架飛機都會在五處同時裝設感測器。

1. 機鼻前方或鼻錐附近：感測器可設於機鼻前伸支架，或機鼻前段外表面。
2. 前機身側面：常見於駕駛艙前方、機鼻後段兩側，可配置左右兩具或多具感測器。
3. 機翼前緣附近：安裝在機翼前緣或其附近，以量測機翼周圍氣流方向。
4. 翼尖附近或翼尖外伸支架：將感測器伸至翼尖外側，以減少機身氣流干擾。
5. 機身外伸探桿或空氣資料探桿位置：探桿可安裝於機鼻或機身前段，將感測端伸入較少受機體干擾的氣流中。

核心觀念

本題考查前置單螺旋槳飛機的「螺旋槳非對稱效應」與發動機偏置（engine offset）。螺旋槳旋轉時，會使飛機產生偏航、滾轉及陀螺效應；若發動機推力線與機身縱軸完全重合，飛機在高功率、低速或爬升狀態下會有向左偏航的趨勢，因此需將螺旋槳及發動機推力線略向右偏轉，通常約為 $3\sim6^\circ$。

造成左偏航的主要因素

以下以常見的右旋螺旋槳為例，即由駕駛員位置向前看，螺旋槳順時針旋轉：

1. 螺旋槳扭矩反作用（Torque effect）

螺旋槳受到發動機帶動而向右旋轉，依牛頓第三定律，發動機及飛機機身受到反向反作用力，使飛機產生向左滾轉的趨勢。

左滾轉會使左翼下降、右翼上升，進而造成附帶的左偏航。扭矩效應主要是滾轉效應，並非單純的偏航力，但仍會增加飛機的方向控制負擔。

2. P-factor，即非對稱推力

飛機在高迎角、低速、大功率爬升時，螺旋槳旋轉平面相對於來流傾斜。下行槳葉與上行槳葉的相對速度及迎角不同，造成兩側槳葉產生的推力不相等。

右旋螺旋槳通常使下行槳葉一側產生較大的推力，推力作用線偏向機身左側，因而形成左偏航力矩：

$N_P=T_{\text{左側}}\,l-T_{\text{右側}}\,l$

其中 $N_P$ 為非對稱推力造成的偏航力矩，$T$ 為槳葉推力，$l$ 為推力作用線至飛機重心的橫向距離。

3. 螺旋槳滑流（Spiraling slipstream）

旋轉中的螺旋槳會使氣流形成螺旋狀滑流。對右旋螺旋槳而言，滑流通常會以較強的方式撞擊垂直尾翼左側，使垂直尾翼受到側向氣動力，造成機首向左偏航。

4. 陀螺效應（Gyroscopic precession）

高速旋轉的螺旋槳具有陀螺特性。當飛機進行俯仰變化，例如抬頭或低頭時，螺旋槳旋轉平面的反作用會在相差 $90^\circ$ 的位置產生陀螺進動力矩，可能造成額外的偏航或滾轉。

此效應主要在姿態快速改變時顯著，並非安裝右偏角的唯一原因。

解題方法

飛機發動機推力可表示為：

$\mathbf{T}=T\hat{\mathbf{t}}$