高考申論題
113年
[航空器維修] 航空發動機基本原理
第 一 題
📖 題組：
在航空發動機性能中，
在航空發動機性能中，
📝 此題為申論題，共 3 小題
小題 (一)
什麼是 T4 溫度限制（T4 limit）？（10 分）
思路引導 VIP
看到「T4」應立即聯想到燃氣渦輪發動機標準站位標示法中的「渦輪入口（Turbine Inlet）」。解題時，先定義 T4 為循環最高溫，接著從熱力學角度說明提升 T4 對推力與效率的貢獻，最後從材料力學角度解釋為何必須設定此限制（防止渦輪葉片潛變或熔毀），並補充現代工程突破限制的方法。
小題 (二)
T4 溫度的高低有何重要性？（5 分）
思路引導 VIP
看到 T4 溫度，應先聯想到航空發動機站位編號中的「渦輪進口溫度 (Turbine Inlet Temperature, TIT)」。答題時需從「熱力循環性能（推力與效率）」與「材料耐受極限（結構壽命與安全）」兩個正反面角度切入分析，才能完整說明其物理意義與工程重要性。
小題 (三)
如何提高 T4 limit？請敍述其可能的方法。（10 分）
思路引導 VIP
看到「提高 T4 limit」，首先要直覺反應 T4 代表渦輪進氣溫度（Turbine Inlet Temperature, TIT），是決定發動機推力與熱效率的核心參數，但受限於渦輪葉片的物理耐熱極限。解題應從工程實務的「鐵三角」切入：1. 更好的材料（單晶合金/CMCs）、2. 更佳的冷卻技術（氣膜冷卻/內部對流）、3. 表面隔熱處理（熱障塗層 TBC）。