普考申論題 108年 [航空器維修] 旋翼機原理

第一題

📖 題組：
參考圖二所示之主旋翼葉片：

📝 此題為申論題，共 3 小題

小題 (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）

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【破題】直升機旋翼葉片在設計上具有「幾何扭轉」（Geometric Twist）或稱為「洗尾」（Washout）的特性，因此 A、B、C 三處的俯仰角大小依序為：A 處最大、B 處次之、C 處最小。【論述】

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）

看到葉片不同半徑位置的俯仰角差異，應立即聯想到旋翼機的「幾何扭轉（Geometric Twist）」或「洗出（Washout）」設計。解題關鍵在於結合切線速度公式（V=Ωr）與升力公式，說明因為葉尖速度遠大於葉根速度，若無扭轉將導致升力高度集中於葉尖，因此需藉由調整俯仰角來均勻化升力分佈。

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【破題】圖中主旋翼葉片從葉根（A 處）到葉尖（C 處）的俯仰角遞減現象，在直升機空氣動力學中稱為「葉片扭轉（Blade Twist）」或「洗出（Washout）」設計。【論述】

針對標示為 D 之突出部分，說明其名稱與功能。（5 分）

看到旋翼葉片後緣（Trailing edge）局部的突出結構，應立即聯想到用於旋翼「軌跡與平衡（Track and Balance）」調整的裝置。思考維修人員如何透過彎折該裝置改變局部氣動力矩，以微調單一葉片的飛行軌跡並消除震動。

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標示 D 之名稱為「配平片」（Trim Tab）或「調整片」。其功能包含： (1) 軌跡與平衡校正：專用於直升機主旋翼的軌跡追蹤與動平衡（Track and Balance）調整程序。