高考申論題
114年
[航空駕駛(選試直昇機飛行原理)] 直昇機飛行原理
第 二 題
二、請說明直升機自動旋轉（Autorotation）時，主旋翼盤（Main Rotor Disk）氣流之現象、（5 分）機械原理及重要性為何？（5 分）試繪圖說明直升機在静止的氣流下垂直自動螺旋下降情況，直升機無向前的速度，主旋翼葉片分為幾個區間及每區間之空氣動力為何？（15 分）
📝 此題為申論題
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看到自動旋轉（Autorotation）題型，首先應在腦中建立「能量轉換」與「氣流反轉」的物理直覺：直昇機從消耗引擎動力向下排氣，轉變為利用位能（高度下降）換取向上氣流來驅動旋翼。解題時需精確切割旋翼的三個空氣動力區間，並利用「向量圖（速度與力）」證明哪一個區間產生加速力矩，哪兩個區間產生減速力矩，最後達到動態平衡。
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【破題】 自動旋轉（Autorotation）是直昇機在失去引擎動力時，利用下降時由下往上穿越主旋翼盤的氣流，來維持旋翼轉速與升力的空氣動力現象。此過程為位能（高度）轉換為動能（旋翼轉速）的物理展現。 【論述】
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直升機自動旋轉
💡 引擎失效時，利用下降位能產生的向上氣流維持旋翼轉速與升力。
🔗 自動旋轉物理運作邏輯
- 1 動力失效 — 飛機失去引擎動力，開始利用重力位能下降。
- 2 氣流反轉 — 相對氣流由旋翼盤下方穿過，改變葉片受力角度。
- 3 驅動區帶動 — 中段葉片總空氣動力向前傾斜，提供旋轉力矩。
- 4 動能轉換 — 維持旋翼轉速(RPM)，將下降動能轉為著陸升力。
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🔄 延伸學習：延伸學習：落地前的帶飛(Flare)是利用旋翼剩餘動能抵銷垂直下降速度的最後步驟。
