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高考申論題 110年 [航空器維修] 航空器液壓系統

第 一 題

📖 題組:
三、(一)試說明液壓缸(Hydraulic cylinder)的基本構造(請畫出剖面圖)。(15 分)(二)若油壓缸的內部直徑為 D,活塞桿的直徑為 d,要達到推力為 F,活塞速度為 V 時,液壓油的壓力及流量如何設計?(10 分)
📝 此題為申論題,共 2 小題

小題 (一)

試說明液壓缸(Hydraulic cylinder)的基本構造(請畫出剖面圖)。(15 分)

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考生看到此題應先在腦中建構液壓缸的實體剖面,將關鍵組件(缸筒、活塞、活塞桿、密封件、端蓋、進出油口)逐一對應。作答時必須提供清晰的剖面示意圖(或結構標示),並以條列方式精準說明各部件的工程功能與設計要求,才能獲得完整分數。

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【破題】 液壓缸(Hydraulic cylinder)是航空器液壓系統中的線性致動器(Linear Actuator),其主要功能是將流體的液壓能轉換為直線運動的機械能,廣泛應用於起落架收放、飛行操縱面偏轉等系統。 【論述】

小題 (二)

若油壓缸的內部直徑為 D,活塞桿的直徑為 d,要達到推力為 F,活塞速度為 V 時,液壓油的壓力及流量如何設計?(10 分)

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本題主要考查液壓缸基礎設計理論,考生應立即聯想「帕斯卡原理(P=F/A)」求壓力,以及「連續方程式(Q=AV)」求流量。解題關鍵在於必須明確分辨液壓缸作動方向(伸出或縮回),因為這會決定液壓油實際作用的「有效受力面積」(完整圓面積或扣除活塞桿的環狀面積)。

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【解題思路】運用帕斯卡原理(Pascal's Principle)與連續方程式(Continuity Equation),依據活塞作動方向定義有效受力截面積,進而推導出所需的系統壓力與流量。 【詳解】 已知:

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