普考申論題
110年
[航空器維修] 旋翼機原理
第 四 題
關於主旋翼的「葉片扭曲（blade twist）」設計，試回答以下問題：
（一）試說明設計成「葉片扭曲」的原因為何？（10 分）
（二）試舉一例並配合繪圖方式說明主旋翼葉片如何扭曲？（10 分）
（一）試說明設計成「葉片扭曲」的原因為何？（10 分）
（二）試舉一例並配合繪圖方式說明主旋翼葉片如何扭曲？（10 分）
📝 此題為申論題
思路引導 VIP
(一) 核心考點是「速度梯度」。旋翼旋轉時，葉尖的速度極快，葉根（中心）的速度慢。根據升力公式，如果葉片各處角度一樣，升力會集中在葉尖，這會造成：1. 巨大的彎曲力矩；2. 葉尖容易失速；3. 整體升力分布極度不均。扭曲的目的就是為了平滑化升力分布。 (二) 這題要求實例與繪圖。最常見的例子是「負扭曲」（Negative Twist / Washout）。考生應畫出一個葉片，顯示其從根部到尖端，剖面的弦線相對於水平面的角度在逐漸減小。繪圖時應標示出：葉根（Root）角度大、葉尖（Tip）角度小。
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(一) 試說明設計成「葉片扭曲」的原因為何？（10 分）
【考點分析】 本題考查葉片扭曲（Blade Twist）對升力分布均勻化的重要性。
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主旋翼葉片扭曲設計
💡 透過負扭角設計使展向升力均勻化，兼顧效率、結構與前飛性能。
🔗 葉片扭曲之氣動力與結構邏輯鏈
- 1 半徑線速度遞增 — 葉尖線速度遠高於葉根，導致升力極度不均。
- 2 導入負扭角設計 — 藉幾何設計讓葉根高攻角、葉尖低攻角。
- 3 升力分佈均勻化 — 誘導速度趨於一致，大幅降低誘導阻力。
- 4 效能與結構雙贏 — 提升懸停效率並顯著降低葉根受力的彎矩。
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🔄 延伸學習：前飛狀態下對前行/退行葉片的氣動力不對稱之限制與影響。
