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高考申論題 110年 [航空器維修] 航空發動機基本原理

第 一 題

📖 題組:
關於渦輪螺旋槳發動機,請詳述下列問題: (一)螺旋槳所受到的力量有那些(列舉四種力)?(15 分) (二)詳述發動機螺旋槳調速器(propeller governor)的目的,在螺旋槳超速(over-speed)條件下,參考下圖說明調速器如何作動?(10 分)
題組圖片
📝 此題為申論題,共 2 小題

小題 (一)

螺旋槳所受到的力量有那些(列舉四種力)?(15 分)

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看到這題,首先回想螺旋槳旋轉時的物理狀態:高轉速會產生極大的「離心力」,推動空氣會產生向前的「推力彎曲力」,克服空氣阻力則產生「扭矩彎曲力」。接著考慮葉片截面的空氣動力與質量分佈特性,會產生改變槳距的「離心扭轉力」與「空氣動力扭轉力」,從中挑選四項清楚定義其物理意義與作用方向即可。

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【破題】 螺旋槳在高速旋轉且產生推力的過程中,葉片會承受多種極大的機械應力與空氣動力。 【論述】

小題 (二)

詳述發動機螺旋槳調速器(propeller governor)的目的,在螺旋槳超速(over-speed)條件下,參考下圖說明調速器如何作動?(10 分)

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面對螺旋槳調速器(Governor)題型,首先應點出其核心功能為「維持恆定轉速(Constant Speed)」。接著利用力學平衡(飛錘離心力 vs. 調速彈簧彈力)及液壓控制(導引閥位移改變油路)的因果鏈,逐步推導超速時「感測轉速變快 → 飛錘外甩 → 導引閥位移 → 槳距變大(阻力增加) → 轉速下降」的動態修正過程。

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【破題】螺旋槳調速器(Propeller Governor)為恆速螺旋槳系統的核心組件,其作動原理建立在「機械離心力與彈簧張力的平衡」及「液壓油路的分配」之上。 【論述】 一、螺旋槳調速器的目的

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