飛機構造與原理：圖解式飛航原理簡易入門小百科

作者序

第一章　航空器發展史與飛行原理介紹
第一節　熱氣球和飛艇
一、第一架熱氣球的問世
二、飛艇的問世
第二節　世界上第一架飛機（活塞式飛機）的誕生
第三節　活塞式飛機限制和應用
第四節　噴氣飛機的問世
第五節　突破音障
第六節　越過熱障

第二章　常用飛機的類型與特點
第一節　航空器的定義與分類
一、航空器的定義
二、航空器的分類
第二節　輕於空氣的航空器
第三節　重於空氣的航空器
一、固定翼航空器
二、旋轉翼航空器

第三章　基本空氣動力學
第一節　氣流性質與理想氣體
一、壓力
二、密度
三、溫度
四、理想氣體
第二節　氣流特性
一、穩定性
二、壓縮性
三、黏滯性
第三節　柏努利定理
一、假設與定義
二、靜壓、動壓及全壓之定義
三、柏努利定理在航空界上的應用
第四節　質量守恆定理
一、假設與定義
二、質量守恆定理在航空界上的應用
第五節　牛頓三大定律
一、定義
二、牛頓三大定律在航空界上的應用

第四章　飛機的飛行環境
第一節　飛行環境的定義
第二節　對流層與同溫層的定義與特色
一、對流層與同溫層的溫度變化
二、對流層的定義與特色
三、對流層的分布
四、同溫層（平流層下層）的定義與特色
第三節　飛行大氣變化
一、標準大氣狀況
二、連續性與不可壓縮性的考量
三、飛機飛行環境的變化
第四節　飛機的飛行速度
一、音（聲）速的定義
二、馬赫數的定義
三、飛機飛行的速度區間

第五章　飛機的外形結構
第一節　飛機的基本結構
一、機翼
二、機身
三、尾翼
四、起落架
五、發動機
第二節　飛機的外形設計
一、用飛機機翼的外形來區分
二、用飛機尾翼的外形來區分
三、用飛機發動機的外形來區分

第六章　飛機的機翼與幾何參數
第一節　飛機機翼的主要構造
第二節　相對運動原理
第三節　機翼的形狀
一、機翼平面的幾何形狀
二、機翼翼型（翼剖面）的幾何形狀
第四節　機翼的攻角
一、攻角的定義
二、攻角的正負
第五節　俯仰角、航跡角與攻角的關係
一、俯仰角的定義
二、航跡角的定義
三、俯仰角、航跡角與攻角的關係
四、風座標與體座標的關係

第七章　機翼的升力與阻力
第一節　升力
一、機翼升力的形成
二、升力理論
三、升力係數與攻角的關係
四、失速速度的計算
五、對稱機翼和不對稱機翼升力係數與攻角的關係
六、不同展弦比的機翼升力係數與攻角之關係
七、襟翼
八、高升力機翼
九、增升裝置的種類
第二節　阻力
一、次音速飛行所產生的阻力
二、次音速飛行中寄生阻力及誘導阻力和速度之間的關係
三、震波阻力

第八章　飛機的平衡、穩定與操縱
第一節　飛機的運動
第二節　飛機的平衡
一、縱向平衡
二、橫向平衡
三、航向平衡
第三節　飛機的穩定性
一、穩定性的定義
二、靜態穩定
三、動態穩定
四、保持靜態穩定的方法
第四節　飛機的操縱性
一、飛機的操縱性與穩定性的關係
二、飛機的控制面
三、飛機在飛行狀態的操縱
四、飛機操縱的制動原理

第九章　飛機飛行的主要項目與儀表
第一節　飛機飛行的主要項目
一、飛機的起飛過程
二、飛機的巡航過程
三、飛機的盤旋運動
四、飛機的著陸過程
第二節　飛行儀表
一、空速表
二、氣壓高度表
三、升降速率表
四、全姿態指示器
五、大氣資料系統
第三節　飛行器自動控制
一、自動駕駛儀
二、自動著陸控制

第十章　飛行力學與飛機性能
第一節　基本飛行力學
一、牛頓三大運動定律
二、質點系統的運動方程式
三、運動方程式
四、在航空界上的應用
第二節　飛機基本性能
一、速度性能
二、高度性能
三、飛行距離
四、飛行包線
五、超音速飛行所引起的音爆現象

第十一章　機場管制與飛航安全
第一節　機場管制
一、機場的設置與功用
二、飛機起降必要設施
三、機場管制任務
四、機場起降模式（五邊進場）
五、靜電防護
六、外物損傷（F.O.D）防護
第二節　飛航安全

參考文獻

　　一、所謂「書、一本好書、一本適合自己的好書」，作者認為好書的定義是「觀念正確清晰以及適合自己程度的書」。唯有選擇適合自己程度的書籍閱讀，才能入門。唯有入門之後，才能自學、培養基本能力以及更加精進。所謂「師父領進門，修行在個人」，沒有一種知識或能力，是會憑空得來，是不需努力就會得到的。

　　二、隨著目前二岸的交流頻繁，觀光旅遊業的盛行，無論是民間與政府對航空人才的需求愈來愈多，但是如果您想掌握先機，獲得好的航空職缺，「飛航原理」是必備的知識。

　　三、飛航原理是「飛行原理」、「飛行力學」、「航空氣象」、「航空儀表」、「航空通信」、「航空維護」，甚至「飛航安全」的基礎，在我擔任飛機修護官、飛機管制官、飛機系統分析官、飛航教官以及空軍航空技術學院的助理教授時，我沒有看過一個連「飛航原理」都學不好的人，能將航空其他相關的學科學好。除此之外，在從事航空工作十餘年的生涯當中，我看過很多意外都是因為工作人員對「飛航原理」的基礎觀念缺乏所造成的。

　　四、和其他交通工具比較，航空運輸應該是最安全的交通工具，但是航空事故較為殘忍的一點在於它與其他交通事故不同，航空事故的發生可能代表的是大量的人命損失以及高價值的飛機在瞬間消逝，它所帶給國人的震撼及社會的成本是無可諱言的。但是根據調查，有很多的航空意外都是因為駕駛員、操作員或修護員的訓練不足以及基礎觀念缺乏或不正確所導致。所以民航局特別發布新聞稿聲明：「我們所錄取的員工，基礎觀念一定要正確。至於其他，我們內部會訓練。」，就是為了防止飛安事故，保障旅客安全，相信所有航空公司招募人才的標準應該也是如此。

　　五、航空證照的考試分成飛丙、飛乙、CAA以及FAA等，飛丙證照由於獲得證照的人數太多，對求職幾乎是沒有任何幫助。而CAA與FAA單是受訓就要二、三十萬，在繳上大筆學費與耗費大量時間，卻一無所獲，你或妳以及您們的父母甘心嗎？

　　六、目前有許多民航補習班強調到國外受訓，在短期間之內，就可以獲得各項航空證照所需具備的知識。但是就如「揭開飛行的奧祕」一書的作者 王懷柱博士在書中所說：「到國外的學生會有語言與環境適應不良的問題，如果不能在國內便加強航空學科，常常會面臨學習無效的窘境」，惟有在國內做好準備，才不會讓自己辛苦或父母所賺的金錢白費。

　　七、飛航原理並不是一門高深的學問，但是不接觸飛機實體就很難入門，沒有系統性的介紹，又很難有正確的觀念，市面上雖然有許多圖解航空書籍，但都是介紹片斷的知識，反而讓人一知半解，造成觀念的混亂。

　　八、我在2010年至2012年間綜整民航特考考題，並於2013年出版了四本民航特考專書。在綜整的過程中，我發現飛航管制、航空駕駛以及航空通信的飛行原理考古題與航務管理的空氣動力學是相通的。另外，航空氣象學的考古題有時也會穿插在飛行原理考試題目中。在2013年我首次教導民航特考的考生，以此邏輯教授學生，竟創下指導學生錄取人數達到民航局民航特考所有科目的總錄取率將近一半以上的佳績，這也證明了此一教學邏輯的正確。

　　九、在2012至2013年間，我非常的幸運地藉由讀者信箱接觸到很多民航特考的考生，藉由彼此之間不斷的交流與溝通，發現許多民航特考的考生，不論是航空本科或是非航空本科，他們讀書的認真程度是你我無法想像的。可是雖然讀書認真，就是無法擠進民航特考的窄門。在與他們的交談當中，我想有一部份的原因可能是因為他們航空的基礎知識缺乏以及受到網路或是補習班錯誤觀念的誤導所致，也有可能是傳統的航空教學與教科書是以學術研究或繼續升學為教學的導向，而非是以實用或就業來做知識傳承的目的。

　　十、有鑑於此，我利用圖解式、系統式、簡明式以及條列式的文字說明，並且以實用與就業做為編寫的導向來編撰本書。採用圖解式的說明方法是希望讓讀者或學生不必看到飛機實體，也能清楚飛機的構造與原理。使用系統式、簡明式以及條列式的文字說明，是想讓讀者或學生能夠快速又完整地獲得正確的航空知識與觀念。或許在排版上會因為希望讓讀者或學生能以最清楚與最方便的模式閱讀而選擇間隔，希望讀者與學生們見諒。

　　十一、個人希望本書能成為一本介紹民航工程的入門書籍，不僅可以提供航空相關科系CAA考照以及民航局高考與民航特考「飛行原理」、「空氣動力學」、「航空氣象學」與「航空通信」考試科目的參考，更可做為對航空工程有興趣學生的課外讀物與二專、二技、大學航空相關課程使用。

　　十二、本書能夠出版首先感謝本人已故父母陳光明先生與陳美鸞女士的大力栽培，內人高瓊瑞女士在撰稿期間諸多的協助與鼓勵。除此之外，承蒙秀威資訊科技股份有限公司惠予出版和陳佳怡與賴英珍二位小姐的細心編排以及相關讀者與學生的指教與建議，在此一併致謝。個人或許能力有限，如果讀者希望仍有添增、指正與討論之處，歡迎至讀者信箱src66666@gmail.com留言。