普考申論題
114年
[航空器維修] 航空發動機概要
第 一 題
📖 題組：
關於雙轉子渦輪扇發動機（Twin-spool Turbofan Engine）之壓縮器（Compressor），請回答以下問題： (一) 該壓縮器會如何分段，且各段的轉動是如何被驅動的？（8 分） (二) 壓縮器的每一級（Stage）壓縮比為多少？（4 分） (三) 每一級的葉片可以分成「Stator Vane」與「Rotor Vane」，試述此兩種葉片在壓縮空氣的過程中扮演何種功能？（8 分）
關於雙轉子渦輪扇發動機（Twin-spool Turbofan Engine）之壓縮器（Compressor），請回答以下問題： (一) 該壓縮器會如何分段，且各段的轉動是如何被驅動的？（8 分） (二) 壓縮器的每一級（Stage）壓縮比為多少？（4 分） (三) 每一級的葉片可以分成「Stator Vane」與「Rotor Vane」，試述此兩種葉片在壓縮空氣的過程中扮演何種功能？（8 分）
📝 此題為申論題，共 3 小題
小題 (一)
該壓縮器會如何分段，且各段的轉動是如何被驅動的？（8 分）
思路引導 VIP
看到「雙轉子（Twin-spool）」應直覺聯結「低壓（N1）」與「高壓（N2）」兩大獨立轉動系統。解題時須明確指出壓縮器的分段名稱（LPC 與 HPC），並從發動機的同軸嵌套（Concentric Shafts）機械構造出發，解釋各段壓縮器對應由哪一段渦輪（LPT 與 HPT）所驅動。
小題 (二)
壓縮器的每一級（Stage）壓縮比為多少？（4 分）
思路引導 VIP
看到此題，應立即聯想到軸流式壓縮器中氣流由低壓向高壓流動的「逆向壓力梯度（Adverse Pressure Gradient）」特性。為了避免氣流分離與發動機失速，單級壓縮比有其嚴格的物理極限，作答時須精確寫出其數值範圍並簡述氣動力學上的限制原因。
小題 (三)
每一級的葉片可以分成「Stator Vane」與「Rotor Vane」，試述此兩種葉片在壓縮空氣的過程中扮演何種功能？（8 分）
思路引導 VIP
看到此題，應立即聯想「軸流式壓縮器」的能量轉換與作功原理。先說明動子（Rotor）如何對空氣作功，將機械能轉換為空氣的動能與部分壓力能；接著運用流體力學（擴散流道效應與白努利定律）解釋靜子（Stator）如何將動能進一步轉換為壓力能，並點出其導正氣流角度的關鍵物理機制。