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 四 題
四、直升機平衡（Balance）的重心（Center of Gravity）有何重要性？（7 分）請說明重心向前及向後對直升機姿態操控有何影響？（18 分）
📝 此題為申論題
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看到直昇機的「重心（CG）」考題，應直覺聯想「推力向量（Thrust Vector）」與「重力（Gravity）」之間的力矩平衡（Moment Equilibrium）。解題重點在於：重心偏移會消耗「循環推桿（Cyclic Stick）」的實體行程，進而壓縮「控制裕度（Control Margin）」，影響直昇機在極端姿態（如加速、減速或自轉拉平）下的操控極限。
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【破題】 直昇機的重心（Center of Gravity, CG）位置決定了主旋翼推力向量（Main Rotor Thrust Vector）與機身重力之間的力矩平衡。重心的嚴格管控直接關係到循環操縱系統（Cyclic Control System）的控制裕度與飛行安全。 【論述】
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直升機重心平衡與操控
💡 重心決定主旋翼推力力矩平衡，並界定循環推桿的有效控制裕度。
| 比較維度 | 重心偏前 (Forward CG) | VS | 重心偏後 (Aft CG) |
|---|---|---|---|
| 自然力矩 | 機頭下垂 (Nose-down) | — | 機尾下垂 (Tail-down) |
| 推桿補償 | 推桿向後 (Aft Cyclic) | — | 推桿向前 (Forward Cyclic) |
| 行程耗盡風險 | 減速或自轉拉平時不足 | — | 加速或高速飛行時不足 |
| 典型事故 | 自轉降落重落地 | — | 起降時尾部撞擊地面 |
💬重心偏離會消耗特定方向的控制行程，導致直升機在極限動態下失控。
