高考申論題
108年
[航空器維修] 定翼機及旋翼機基本原理
第 一 題
📖 題組：
關於飛機飛行時產生的震波（shock wave），試回答下列問題： (一) 試述震波形成的原因。（6 分） (二) 試述震波是否會造成飛行阻力的升高？請說明正確原因，否則不予計分。（6 分） (三) 試述震波對於飛機飛行會造成那些影響？（8 分）
關於飛機飛行時產生的震波（shock wave），試回答下列問題： (一) 試述震波形成的原因。（6 分） (二) 試述震波是否會造成飛行阻力的升高？請說明正確原因，否則不予計分。（6 分） (三) 試述震波對於飛機飛行會造成那些影響？（8 分）
📝 此題為申論題，共 2 小題
小題 (一)
試述震波形成的原因。（6 分）
思路引導 VIP
考生應從「壓力擾動波傳遞速度（音速）」與「飛機飛行速度」的相對關係切入。利用空氣的壓縮性效應解釋，當飛行速度超越音速時，壓力波無法提前向前方傳遞而產生空間上的疊加，最終形成物理性質劇變的「不連續面」。
小題 (二)
試述震波是否會造成飛行阻力的升高？請說明正確原因，否則不予計分。（6 分）
思路引導 VIP
看到本題應立即聯想到「造波阻力（Wave Drag）」與「邊界層分離（Boundary Layer Separation）」。作答時需運用熱力學與空氣動力學原理，說明氣流通過震波時的不可逆能量轉換（熵增與總壓下降），並點出震波產生的強烈逆向壓力梯度對邊界層的破壞效應。
震波形成與飛行影響
💡 超音速時壓力擾動無法前傳而疊加，形成物理性質驟變的不連續面。
🔗 震波形成的物理機制
- 1 產生擾動 — 飛機移動對空氣產生微小壓力波
- 2 速度匹配 — 飛機速度 V 大於或等於音速 a (M ≥ 1)
- 3 波面疊加 — 擾動波無法超前，於物體前方疊加
- 4 性質劇變 — 形成極薄不連續面，氣流動能轉內能
↓
↓
↓
🔄 延伸學習：延伸：震波後方的亞音速區域與波阻力計算
