第 一 題

「Rotational relative wind（旋轉相對氣流）」是指單純由旋翼葉片繞主旋翼軸進行旋轉運動所產生的相對氣流，特徵包含： (1) 幾何方向：氣流方向始終與葉片物理運動方向相反，且平行於「翼尖軌跡面（Tip-path plane）」（即旋翼葉片尖端旋轉一周所描繪出之虛擬平面）。 (2) 速度分佈：依據剛體旋轉的切線速度定律（V = Ωr），此氣流之速度大小由翼根至翼尖呈線性遞增，於翼根處趨近於零，在翼尖處達到最大動壓值。

「誘導氣流（Induced flow）」又稱為下洗氣流（Downwash），係指旋翼系統在產生升力的過程中，迫使空氣垂直向下穿越旋翼盤（Rotor disk）的氣流。 其物理機制與空氣動力特徵包含： (1) 物理原理：依據動量理論（Momentum Theory）與牛頓第三運動定律，旋翼為了產生向上的升力，必須對流經旋翼的空氣質量施加向下的作用力，使其產生向下的動量變化與加速度，這股被向下加速的氣流即為誘導氣流。

「合成相對氣流（Resultant Relative Wind）」指旋翼葉片在運動過程中，翼剖面實際感受到的總體相對氣流向量。其特徵與物理意義包含： (1) 向量構成：主要由平行於旋翼尖端軌跡面（Tip-path plane）的「旋轉相對風（Rotational relative wind）」與垂直穿過旋翼面的「誘導氣流（Induced flow）」進行向量疊加（Vector sum）而成。若處於前進飛行或垂直飛行狀態，亦須計入自由氣流（Free-stream）的相對速度分量。 (2) 決定迎角：合成相對氣流向量與翼剖面弦線（Chord line）之間的夾角，即為決定升力與阻力大小的真實「迎角（Angle of Attack, AOA）」。

【破題】 在懸停（Hovering）狀態下，旋翼葉片沒有前飛速度干擾。翼剖面上的氣流向量圖由水平的旋轉相對氣流與垂直向下的誘導氣流構成直角三角形，兩者向量和即為合成相對氣流。 【論述】