高考申論題
110年
[航空器維修] 定翼機及旋翼機基本原理
第 一 題
📖 題組：
定翼機翼剖面（airfoil）上的氣動力表現可藉由翼剖面上的壓力分布進行探討。而壓力分布的特性則可藉由壓力係數（Pressure Coefficient, Cp）的數值變化進行分析。關於壓力係數 Cp，請回答下列問題： (一)詳述 Cp的定義，並說明為何該係數的變化可以作為表達翼剖面上的壓力變化？（10 分） (二)試述 Cp 數值在翼剖面之上表面和下表面沿弦線長度（chord length）方向的變化情況。請配合繪圖說明之。（10 分）
定翼機翼剖面（airfoil）上的氣動力表現可藉由翼剖面上的壓力分布進行探討。而壓力分布的特性則可藉由壓力係數（Pressure Coefficient, Cp）的數值變化進行分析。關於壓力係數 Cp，請回答下列問題： (一)詳述 Cp的定義，並說明為何該係數的變化可以作為表達翼剖面上的壓力變化？（10 分） (二)試述 Cp 數值在翼剖面之上表面和下表面沿弦線長度（chord length）方向的變化情況。請配合繪圖說明之。（10 分）
📝 此題為申論題，共 2 小題
小題 (一)
詳述 Cp的定義，並說明為何該係數的變化可以作為表達翼剖面上的壓力變化？（10 分）
思路引導 VIP
看到這題，首先要寫出壓力係數 Cp 的數學定義公式，並明確解釋公式中動壓、靜壓與自由流變數的物理意義。接著，利用白努利定律（Bernoulli's equation）連結局部流速與壓力，說明 Cp 如何透過無因次化排除空氣密度與飛行速度等環境影響，純粹反映翼剖面幾何與攻角所造成的氣動力變化。
小題 (二)
試述 Cp 數值在翼剖面之上表面和下表面沿弦線長度（chord length）方向的變化情況。請配合繪圖說明之。（10 分）
思路引導 VIP
看到此題，應先聯想白努利定律與氣流在翼面上加速、減速的物理過程。答題關鍵在於指出前緣停滯點 (Cp=1)、上表面的強烈負壓區 (加速區)、下表面的相對高壓區，並特別強調航太工程繪製 Cp 圖時「縱軸負值朝上」的慣例與其物理意義 (面積即為升力係數)。