普考申論題
108年
[航空器維修] 航空發動機概要
第 一 題
說明何種原因造成噴射發動機之壓縮器失速？並請列舉說明產生的現象。（20 分）
📝 此題為申論題
思路引導 VIP
考生看到此題應立刻聯想「氣動力學」中翼型失速的原理，將壓縮器葉片視為旋轉的機翼。解題需分兩層次：首先運用速度三角形（軸向氣流速度與葉片旋轉速度）解釋「攻角過大」導致氣流剝離的物理機制及肇因；其次，以熱力學與機械構造的角度，依序推導失速發生時在聲音、溫度（EGT）、震動與推力等方面的具體表現。
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【破題】 燃氣渦輪發動機之壓縮器失速（Compressor Stall），本質上是壓縮器葉片發生「氣流剝離（Flow Separation）」的空氣動力現象。當氣流流經葉片的「攻角（Angle of Attack）」超過臨界值時，平順的邊界層流場遭到破壞，導致壓縮器無法有效建立壓力。 【論述】
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壓縮器失速與喘振
💡 葉片攻角過大導致氣流剝離，引發壓力崩潰與性能衰退。
🔗 壓縮器失速與喘振因果鏈
- 1 誘發因子 — 進氣流場畸變或燃油急增導致高背壓
- 2 攻角失衝 — 葉片相對攻角瞬間超越臨界失速點
- 3 氣流剝離 — 葉片表面邊界層破壞，無法建立壓力
- 4 壓力崩潰 — 燃燒室氣體向前方反撲產生爆震
- 5 性能受損 — EGT飆高、推力喪失與震動發生
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🔄 延伸學習：延伸學習：現代發動機 FADEC 如何調節 VSV/VBV 擴大失速邊界。
