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作者序3

民航特考介绍5

第一章 流体的基本概念18

一、流体的定义20

（一）定义20

（二）特性20

二、流体的黏滞性21

（一）影响因素21

（二）特性21

三、流体性质23

（一）质量（m）23

（二）密度（ρ）24

（三）比容（v）25

（四）单位重量（比重量；specific weight）γ25

（五）比重S（specific gravity）S25

（六）压力（P）26

（七）温度（T）28

四、内聚力与附著力30

（一）内聚力30

（二）附著力30

五、牛顿流体32

（一）定义32

（二）绝对黏度与运动黏度32

六、连续体之观念33

（一）定义33

（二）不适用条件33

七、流线、烟线及迹线之定义34

（一）流线34

（二）烟线34

（三）迹线35

八、常见单位转换37

第二章 微积分的基本观念38

一、常用的微积分公式表40

二、公式表举例说明42

三、du/dx型的微分43

四、分部微分法44

五、分部积分法45

六、全微分与偏微分之差异46

第三章 流体静力学48

一、静压理论（压力计原理）50

（一）公式50

（二）公式推导与说明50

（三）物理意义51

二、压力量测54

（一）水银压力计54

（二）U形管压力计55

（三）测压管56

三、帕斯卡原理（千斤顶&飞机液压的原理）57

（一）定义57

（二）千斤顶的原理&飞机液压的原理57

（三）千斤顶的应用57

四、浮力原理60

（一）沉体的浮力60

（二）浮体的浮力60

第四章 空气动力学的基本公式62

一、理想气体方程式64

（一）计算公式64

（二）特性64

二、柏努利方程式68

（一）存在条件（假设）68

（二）公式定义68

（三）应用69

三、音（声）速与马赫数73

（一）音（声）速的定义73

（二）马赫数的定义73

（三）利用马赫数所做外部流场的分类73

四、等熵过程及其特性74

（一）存在条件（假设）74

（二）特性74

五、雷诺数77

（一）定义77

（二）物理意义77

（三）利用雷诺数所做内部流场的分类77

第五章 流体流场性质之描述与分类80

一、基本概念82

（一）系统、状态及性质的定义82

（二）状态的定义82

（三）性质83

（四）平衡状态83

二、向量介绍84

（一）向量表示法84

（二）向量的大小84

（三）向量的计算84

三、直角座标的速度表示法85

四、梯度函数86

五、流体流场性质之描述87

（一）拉格兰及恩法87

（二）欧拉瑞恩法87

（三）评论87

六、流体的分类89

（一）根据流体的压缩性89

（二）根据流体流动时的黏滞性89

（三）根据流场性质随时间变化的情形89

七、流场之加速度92

（一）公式92

（二）公式证明92

第六章 控制体积法94

一、前言96

（一）积分控制体积法96

（二）微分控制体积法96

二、积分控制容积法（雷诺转换定理）97

（一）目的97

（二）公式97

（三）公式所代表之物理意义97

（四）常见的应用98

（五）公式整合105

三、微分控制体积法106

（一）目的106

（二）常用公式106

四、边界层效应109

（一）非黏滞性流体与黏性流体109

（二）边界层厚度的定义109

（三）吹除厚度δ的定义110

（四）无滑流与无温度跳动情况110

五、流线函数、涡（旋）度与速度势112

（一）流线函数112

（二）涡（旋）度114

（三）速度势114

第七章 因次分析法118

一、前言120

二、产品设计流程121

三、使用因次分析法的好处122

四、常用的物理因次123

（一）基本因次的定义123

（二）导出因次的定义123

（三）常用的物理量因次表（公制）123

五、因次的齐次性124

六、因次分析法（π定理）125

（一）目的125

（二）常用之无因次参数表125

（三）步骤126

七、模型与实体的相似性128

（一）相似法则128

（二）风洞128

第八章 机翼概论132

一、飞机构造134

（一）垂直安定面134

（二）水平安定面135

（三）升降舵135

（四）方向舵135

（五）副翼135

（六）襟翼（又称后缘襟翼；Flap）135

（七）前缘襟翼136

（八）扰流板136

（九）翼端小翼136

二、六个自由度的观念138

三、飞机控制面140

（一）副翼140

（二）尾翼140

四、控制面的制动机制142

（一）制动原理（柏努利定律）142

（二）制动情形142

五、机翼翼叶切面之各部名词144

（一）弦线144

（二）中弧线144

（三）厚度144

（四）相对厚度144

（五）弯度145

（六）攻角（Angle of Attack；A.O.A）145

六、翼型系列命名（四位数与五位数翼型）146

（一）四位数翼型之范例146

（二）五位数翼型之范例146

七、机翼的展弦比与梯度比的定义148

（一）展弦比之定义148

（二）展弦比对空气动力特性的影响149

（三）梯度比之定义149

八、机翼理论150

（一）升力、阻力与升力系数与阻力系数之间的关系式150

（二）二维机翼升力的计算（也就是无限翼展状况下CL的计算）150

（三）有限机翼理论（3D机翼理论）152

九、重心、压力中心以及空气动力中心154

（一）定义154

（二）稳定设计154

（三）民航机与战机的考量155

第九章 飞行速度区域156

一、音（声）速158

（一）定义158

（二）公式158

（三）公式证明158

（四）常用的音（声）速值159

二、马赫数161

（一）定义161

（二）马赫角161

三、飞行器的飞行速度163

四、利用马赫数所做外部流场的分类164

五、次音速流、穿音速流与超音速流流场之意义165

（一）次音速流165

（二）穿音速流165

（三）超音速流165

六、重要名词解释167

（一）音障167

（二）震波167

（三）临界马赫数167

（四）（震）波阻力167

七、在飞机上翼面之穿音速流的流场169

八、次音速、穿音速与超音速飞机机翼的形状170

（一）机翼形状170

（二）后掠角机翼的优缺点170

（三）三角翼的优缺点170

九、民航机延迟临界马赫数的方法171

十、后掠翼延迟临界马赫数的原理172

（一）后掠角的定义172

（二）延迟临界马赫数的原理172

十一、超临界翼型机翼173

（一）特征173

（二）功用173

（三）缺点173

十二、穿音速面积定律175

（一）定律175

（二）实际应用的方式175

十三、Prandtl-Glauert rule176

（一）目的176

（二）公式176

第十章 飞机受力情况178

一、飞机的升力180

（一）凯尔文定理180

（二）库培条件181

（三）利用库塔条件解释升力的形成181

（四）流体分离182

（五）飞机失速185

（六）升力与攻角的示意图187

二、提升升力的装置189

（一）襟翼（Flap）189

（二）翼条（Slat；又称前缘襟翼）191

三、飞机的阻力193

（一）一般物体所承受的阻力193

（二）飞机飞行时所承受的阻力195

（三）在次音速时寄生阻力及诱导阻力和速度之间的关系197

（四）诱导阻力所引发的现象199

（五）减少诱导阻力的方法202

（六）在穿音速与超音速时阻力系数与速度的关系202

四、飞机的推力204

（一）发生原因（牛顿第三运动定律）204

（二）涡轮喷射发动机之推力公式204

（三）影响喷射发动机推力之因素205

（四）飞机在平飞时不同的推力分类206

五、飞机机动208

六、负载因子209

（一）定义209

（二）公式209

（三）飞机在转圈时，负载因子的计算209

（四）飞机在做圆周运动时，负载因子的计算210

七、G力211

（一）定义211

（二）G力的正负211

（三）G力所造成的影响211

（四）抵抗或避免的方法212

八、飞机起飞与降落的运动方程式214

第十一章 飞机的平衡与稳定216

一、飞机的配平218

（一）定义218

（二）配平的条件218

二、稳定的定义220

（一）平衡状况220

（二）静态稳定220

（三）动态稳定221

三、重心的定义223

四、六个自由度的观念224

五、三轴稳定的定义225

六、保持飞机三轴稳定的方法227

（一）纵轴（俯仰）稳定227

（二）侧轴稳定227

（三）方向稳定227

七、保持飞机三轴稳定方法的原理228

（一）纵轴（俯仰）稳定228

（二）侧轴稳定229

（三）方向稳定230

第十二章 航空发动机232

一、航空发动机的功能234

二、航空发动机的分类235

（一）分类235

（二）分类说明235

三、发动机的性能参数239

（一）推力重量比239

（二）燃油消耗率239

（三）压缩比239

（四）平均故障时间239

（五）旁通比240

四、喷射发动机的效率242

（一）定义242

（二）降低燃油消耗率的方法242

五、涡轮发动机的基本元件243

（一）进气道243

（二）压缩器244

（三）燃烧室246

（四）涡轮247

（五）喷嘴247

六、其他主要元件249

（一）后燃器（After Burner；战斗机所使用之增加推力装置）249

（二）推力反向器249

（三）向量喷嘴249

参考资料一 圆柱座标的向量介绍252

（一）圆柱座标与直角座标（x，y，z）之间的关系254

（二）速度的表示法254

（三）梯度函数254

（四）对流时间导数254

（五）不可压缩流（流线函数是否存在）的判定式254

（六）非旋性流（速度势是否存在）的判定式255

参考资料二 民航人员三等考试航务管理「空气动力学」历年考古题256

90年民航人员考试试题（空气动力学第一试）258

92年民航人员考试试题260

94年民航人员考试试题262

95年民航人员考试试题264

96年民航人员考试试题265

97年民航人员考试试题266

98年民航人员考试试题268

100年民航人员考试试题269

101年民航人员考试试题271

特别收录101年民航特考考试试题详解274

101年民航人员航务管理考试试题解答276