民國115年 高考三級 航空器維修 定翼機及旋翼機基本原理
第1題
試述當翼型超過「臨界攻角」（Critical angle of attack）時，氣流會發生什 麼變化？這對升力與阻力有何具體影響？（20 分）
題目
試述當翼型超過「臨界攻角」（Critical angle of attack）時，氣流會發生什 麼變化？這對升力與阻力有何具體影響？（20 分）
參考解答（AI 生成，非官方）
- 一、臨界攻角（critical angle of attack）是指翼型的升力係數（lift coefficient, CL）達到最大值時對應的攻角，通常約為12至18度，會隨翼型厚度、彎度與雷諾數（Reynolds number）而異。超過此角度後，翼型上表面的氣流無法維持附著，升力開始下降，因此臨界攻角是判斷失速（stall）的核心參數，與空速並無直接必然關係。
- 二、當攻角超過臨界值時，上表面的逆壓梯度（adverse pressure gradient）過強，邊界層（boundary layer）的動能不足以克服壓力上升，氣流會在翼型前緣或中段發生分離（flow separation）。分離區形成低壓渦流與寬廣尾流（wake），氣流由附著狀態轉為大尺度剝離，翼面有效外形與環流（circulation）也隨之改變。
- 三、對升力而言，分離會使上表面吸力峰消失、環流減弱，升力係數由CLmax急遽下降，形成失速。對阻力而言，分離區的低壓與尾流擾動會產生大量壓差阻力（pressure drag），使總阻力驟增；同時可能出現抖振（buffet）、機翼下墜與操縱面失效。因此失速並非升力為零，而是升力不足且阻力大增。
- 四、影響因素包括翼型彎度、表面粗糙度、雷諾數、馬赫數與汙染物；高升力裝置（high-lift devices）如縫翼（slat）與襟翼（flap）可延後分離，渦流產生器（vortex generator）則可增加邊界層動能。飛機載重與負載因數（load factor）會改變所需攻角，故低速、大載重或急操縱時更易觸及臨界攻角。
- 五、恢復程序應立即減小攻角，例如推桿、降低負載因數，使氣流重新附著；若伴隨側滑或不對稱失速，應先協調舵面並避免過度拉扯。飛行訓練強調以攻角而非僅以空速判斷失速，並注意失速警告（stall warning）與抖振徵候，以確保安全餘度。
AI 依官方試題文字產生的參考解答，非考選部公告答案，內容僅供備考參考。