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B09 攻角與升力、阻力的影響因素
升力和阻力都要空氣相對機翼流動才會出現,這股迎面來的風叫相對氣流。就算沒風,飛機往前飛,對機翼來說就是空氣從前面吹過來。
攻角是翼弦(機翼前緣到後緣的連線)和相對氣流的夾角。坐車時把手伸出窗外就能體會:手掌放平,風從上下滑過;前緣微微往上翹,手就被往上抬;翹太多,手反而被風往後推,抬不起來。
- 攻角在臨界攻角以內:攻角加大,升力跟著變大。
- 臨界攻角:其他條件不變時,升力最大的那個攻角。
- 超過臨界攻角:機翼上方的氣流從翼面剝離、變成亂流,升力反而變小,阻力急劇增大,這就是失速。
除了攻角,下面這些也會影響升力和阻力:
| 因素 |
怎麼影響 |
| 飛行速度(空速) |
越快兩者越大,跟速度的平方成正比:速度變 2 倍,升力和阻力變 4 倍 |
| 空氣密度 |
越大兩者越大,成正比 |
| 機翼面積 |
越大兩者越大,成正比 |
| 機翼形狀 |
切面的相對厚度、最大厚度的位置、平面形狀、襟翼與前緣翼縫的位置都有影響 |
| 表面光滑度 |
越粗糙,摩擦阻力越大 |
上面是「其他條件都不變」時的關係。保持平飛又是另一回事:升力要剛好等於重力,飛得快的時候機頭會放低一點、攻角變小,升力維持不變。這時摩擦、形狀這些寄生阻力仍然隨速度變大,因產生升力而來的誘導阻力,反而跟著攻角變小。
阻力分哪幾種,看 B10 阻力的種類;升力怎麼從壓力差產生,看 B08 連續性定理與柏努利定律;螺旋槳的攻角怎麼設計,看 B11 螺旋槳。
B075
升力和阻力是飛機在空氣之間的下列哪種行為中產生?
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升力和阻力來自機體和空氣之間的相對運動,也就是相對氣流。分子光譜、動量守恆、雷諾傳輸都是物理名詞,跟這題無關。
B076
影響升力和阻力的基本因素除了飛機本身的特點,還有下列哪個因素?
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攻角、氣流速度、空氣密度三個都會影響升力和阻力,選「以上皆是」。
B077
相對氣流方向與翼弦所夾的角度叫下列哪個角?
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翼弦和相對氣流的夾角叫攻角。俯仰角、滾轉角、偏航角講的是機身往哪邊歪、往哪邊轉,不是機翼和氣流的夾角。
B078
在飛行速度等其它條件相同的情況下,得到最大升力的攻角,叫做下列哪個項目?
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升力最大的攻角叫臨界攻角。(A) 不是這個名字,(C)(D) 是拿人名湊的選項。
B079
在小於臨界攻角範圍內增大攻角,會有下列哪種結果?
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B080
空氣密度大,相對氣流速度快,升力和阻力會有下列哪種變化?
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空氣密度大、速度快,空氣作用在機翼上的力就大,升力和阻力一起變大。在密度和速度這兩件事上,升力和阻力同漲同跌,不會一個大一個小。
B081
機翼面積大,升力和阻力會有下列哪種變化?
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機翼面積大,接觸空氣的面積大,升力和阻力一起變大。
B082
升力和阻力與機翼面積大小的關係是下列哪種?
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升力和阻力都跟機翼面積成正比。平方是速度的關係(B191),不是面積。
B083
機翼形狀對下列哪個項目有很大影響?
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機翼形狀會影響升力和阻力。磁力和重力不受機翼形狀影響,所以也不是「以上皆是」。
B084
下列哪個項目對升力、阻力有影響?
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切面的相對厚度和最大厚度位置、平面形狀、襟翼和前緣翼縫的位置、表面光滑程度,全部都會影響,選「以上皆是」。
普通證不考B190
超過臨界攻角後,再增大攻角,會有下列哪種結果?
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超過臨界攻角就失速:升力變小,阻力急劇增大。(C) 升力、阻力一起增大,是臨界攻角以內才有的情形。
普通證不考B191
升力和阻力兩者與飛行速度的關係是下列哪種?
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升力和阻力都跟飛行速度的平方成正比,速度變 2 倍,兩者變 4 倍。(A) 少了平方。
普通證不考B222
遙控無人機保持平飛,飛行速度越大則升力與阻力會有下列哪種結果?
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保持平飛,升力要等於重力,所以飛再快升力也不變,(A)(C) 錯在升力有變。速度快了,寄生阻力變大;誘導阻力跟著攻角變小而變小,所以 (D) 說誘導阻力越大不對。
作答技巧
- 「翼弦」「相對氣流」「夾角」:攻角。「最大升力的攻角」:臨界攻角。
- 看清楚是臨界攻角「以內」還是「超過」:以內加大攻角,升力增大;超過,升力減小、阻力急增。
- 比例題:速度選「平方成正比」,面積、空氣密度選「成正比」。
- 「以上皆是」:選項都是實際的飛行條件或機翼特性時就選(B076、B084);混進磁力、重力時不選(B083)。
- 題目有「保持平飛」:升力不變。這跟 B191「跟速度平方成正比」不衝突,B191 是攻角等條件不變的情況。
普通操作證模擬測驗
專業操作證模擬測驗
題目出自民航局遙控無人機學科測驗題庫(另開新視窗)(114.5.28 版);分組是本站整理的。