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5題
試述直昇機在「地面效應內（IGE）」與「地面效應外（OGE）」滯空時， 誘導氣流與所需功率有何顯著差異？（20 分）
題目
試述直昇機在「地面效應內（IGE）」與「地面效應外（OGE）」滯空時， 誘導氣流與所需功率有何顯著差異？（20 分）
參考解答（AI 生成，非官方）
- 一、地面效應（ground effect）是直昇機接近地面滯空時，旋翼下洗氣流受地面阻擋而改變流場的現象。通常以旋翼離地高度約一個旋翼直徑（rotor diameter）為界：低於此高度稱地面效應內（in ground effect, IGE），高於此高度稱地面效應外（out of ground effect, OGE）。
- 二、IGE時，地面形成停滯高壓區，限制下洗氣流向下發展，並抑制槳尖渦流（tip vortex）強度，使誘導速度降低、有效攻角提高；在相同重量下，旋翼只需較小誘導功率（induced power）即可產生足夠升力，故滯空所需總功率較低，操縱餘度較大。
- 三、OGE時，下洗氣流可自由向下發展，槳尖渦流完整且強烈，誘導速度較高，誘導功率隨之增加；為維持相同升力，必須提高集體變距（collective pitch）與引擎功率，燃油流量與引擎溫度亦較高。若功率不足，可能無法維持滯空。
- 四、功率差異主要展現在誘導功率，而非型面功率（profile power）與寄生功率（parasite power）；IGE可視為暫時降低誘導功率，OGE則回復至無地面束縛之基準。故同一機型之IGE滯空升限（hover ceiling IGE）通常高於OGE滯空升限。
- 五、操作上，IGE起降可增加載重與安全餘度，但須注意地面效應隨高度、地面坡度、風速與地面種類而衰減；接近OGE時應預留功率餘度，避免在高溫、高海拔與滿載情況下貿然爬升。地面效應不是免費升力，仍受旋翼直徑、轉速與下洗強度限制。
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。