高考申論題
109年
[航空駕駛(選試直昇機飛行原理)] 載重平衡
第 三 題
📖 題組：
二、(一)請闡述航空器操作「穩定性」（Stability）和「操控性」（Controllability）的涵義。（10分） (二)航空器「重心」和「升力中心」位置的相對關係，對航空器操作的「穩定性」和「操控性」有何影響？請說明其理由。（10分） (三)航空器的重心位置對飛機的耗油量有何影響？請說明其理由。（5分）
二、(一)請闡述航空器操作「穩定性」（Stability）和「操控性」（Controllability）的涵義。（10分） (二)航空器「重心」和「升力中心」位置的相對關係，對航空器操作的「穩定性」和「操控性」有何影響？請說明其理由。（10分） (三)航空器的重心位置對飛機的耗油量有何影響？請說明其理由。（5分）
📝 此題為申論題，共 3 小題
小題 (三)
航空器的重心位置對飛機的耗油量有何影響？請說明其理由。（5分）
思路引導 VIP
看到此題應直接聯想「重心位置（CG）」與「配平阻力（Trim Drag）」的關係。思考重心偏前或偏後時，水平尾翼需提供的下壓力大小變化，進而推導至總升力需求與誘導阻力的增減，最後連結至油耗表現。
小題 (一)
請闡述航空器操作「穩定性」（Stability）和「操控性」（Controllability）的涵義。（10分）
思路引導 VIP
本題為核心名詞解釋，作答時應精準寫出中英文術語，並分別從「受外力擾動後的恢復能力」及「對操縱指令的反應能力」切入定義。拿高分的關鍵在於最後務必點出兩者在空氣動力學設計與操作上存在的互斥（Trade-off）關係。
小題 (二)
航空器「重心」和「升力中心」位置的相對關係，對航空器操作的「穩定性」和「操控性」有何影響？請說明其理由。（10分）
思路引導 VIP
看到此題，首先要浮現飛機的縱向平衡力矩圖：正常情況下「重心(CG)在升力中心(CL)的前方」，這會產生低頭力矩，需靠水平尾翼的下壓力來平衡。接著利用力臂與力矩的關係，推導重心前移（力臂長）與後移（力臂短）對恢復原姿態（穩定性）與改變姿態（操控性）的物理影響。
重心位置與飛行效能
💡 重心位置透過影響配平阻力與表觀重量，決定飛機燃油效益。
🔗 重心位置對油耗影響因果鏈
- 1 重心偏前 — 重心與升力中心距離變長，下傾力矩變大。
- 2 尾翼補償 — 水平尾翼須產生更大向下壓力以維持配平。
- 3 表觀重量增加 — 飛機總負擔增加，主翼須產生更大總升力。
- 4 誘導阻力上升 — 高攻角產生更多阻力，需更多推力克服。
- 5 油耗增加 — 發動機負荷增加，燃油效率隨之下降。
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🔄 延伸學習：延伸學習：航空公司常在安全範圍內儘量讓重心後移以提升經濟性。
