飛機設計與運作原理：探討空氣動力學、引擎與機體結構、航電系統及安全性設計

＜內容簡介＞

飛機如何在空中飛行？如何安全落地？
如何評估航程與續航力，在遇到緊急狀況時能不失去控制？
如何確保結構的安全性讓飛機在飛行中不會解體？ 全面探討飛機的飛行原理與構造：

第1章 機翼的升力
第2章 機身、機翼和尾翼的阻力
第3章 尾翼與副翼的配平與操縱
第4章 航空發動機
第5章 機體結構
第6章 航空電子系統
第7章 次系統與整機安全性設計
第8章 飛行表現

從飛機的升力與阻力、配平與操縱，到發動機的功能與性能的探討等，以淺顯易懂的圖解方式，透過作者親攝豐富彩圖，帶你認識飛機的結構設計與飛行原理。


★本書特色：

1、認識飛機的基礎知識、飛機設計的基礎原理：重達百噸的飛機為什麼會飛、機翼如何產生升力、翼剖面形狀如何設計、飛機如何穩住機身、飛機的安全性設計等，本書使用大量插圖，以容易理解的方式，解析飛機設計的基本原理及運作方式。本書的公式很少、內容不難，適合廣泛大眾閱讀，只要有國、高中的數學和物理基礎，就能看懂全部內容。
2、作者秉持對飛機的熱愛與研究，專注於民航機的設計，以更深入、更詳細的解說，透過近200張圖解與親攝照片，解說飛機構造、性能及飛航等，希望能以容易理解的方式帶領讀者認識飛機。


★專家推薦：

賴維祥 國立成功大學航空太空工程學系教授
專業審訂

賴維祥 國立成功大學航空太空工程學系教授
洪先祥 長榮航太科技股份有限公司協理
專文推薦


★目錄：

審定及推薦序
推薦序
作者序
飛機各部件介紹

第1章 機翼的升力
1.1 升力的產生
1.2 機翼的翼剖面設計與翼面積
1.3 攻角
1.4 高升力裝置
1.5 機翼上下表面的壓力分布
1.6 機翼的立體設計
1.7 後掠角與超臨界翼剖面
1.8 升力、阻力和推力的關係

第2章 機身、機翼和尾翼的阻力
2.1 阻力的綜覽
2.2 壓力阻力
2.3 摩擦阻力
2.4 邊界層
2.5 寄生阻力
2.6 誘導阻力
2.7 飛機的總阻力
2.8 飛機氣動力外型總整理

第3章 尾翼與副翼的配平與操縱
3.1 座標系的建立
3.2 力與力矩
3.3 壓力中心與中性點
3.4 縱向的穩定與控制
3.5 側向的穩定與控制
3.6 方向的穩定與控制
3.7 橫向與方向控制的耦合
3.8 控制面的設計

第4章 航空發動機
4.1 發動機的功能
4.2 噴射引擎與推力
4.3 渦輪引擎的種類
4.4 渦輪引擎的構造總覽
4.5 壓縮器
4.6 燃燒室
4.7 渦輪
4.8 渦輪扇引擎
4.9 進氣道與排氣的設計
4.10 熱機循環的熱力學知識
4.11 作功的過程與熵的產生
4.12 布雷頓循環
4.13 影響引擎性能表現的關鍵指標
4.14 引擎的噪音控制
4.15 引擎性能總結

第5章 機體結構
5.1 結構設計的重要性
5.2 常見的力與力矩
5.3 飛機的結構概觀
5.4 機身的結構與受力
5.5 機翼與尾翼組的結構與受力
5.6 起落架的結構與受力
5.7 材料的選用
5.8 安全係數
5.9 機體壽命
5.10 結構設計的短板效應

第6章 航空電子系統
6.1 匯流排
6.2 飛控電腦
6.3 通訊系統
6.4 導航系統
6.5 大氣數據系統、攻角感測器與雷達高度計
6.6 氣象雷達
6.7 電力系統
6.8 駕駛艙電子系統
6.9 飛行管理系統

第7章 次系統與整機安全性設計
7.1 飛機不解體──結構的安全性
7.2 飛機不失去動力──發動機和燃油系統的安全性
7.3 飛機不失去控制（一）──飛控電腦的安全性
7.4 飛機不失去控制（二）──液壓系統的安全性
7.5 飛機各系統的運轉不會中斷──電力系統的安全性
7.6 人員能夠呼吸──艙壓和氧氣系統的安性
7.7 飛機能夠安全落地──起落架的安全性設計

第8章 飛行表現
8.1 水平等高度等速飛行
8.2 航程與續航力
8.3 水平加減速
8.4 爬升與下降
8.5 轉彎
8.6 起飛與降落

結語


＜作者簡介＞

王皞天
出生於台南，成長於台北，大學和研究所皆就讀於國立成功大學航太系╱所，著有「戰鬥機設計與運作原理」一書。
除航空外，平時興趣為古典音樂、運動、外語。


★內文試閱：

•作者序

序，對我來說，是整本書中我唯一可以和大家聊聊這本書的故事、我對這本書的看法的機會。 2021年10月，我把自己在成功大學航太系所學的一些主要內容，彙整成一本精簡的Google電子書「飛行器簡介」，免費在網路上分享。其實，那本電子書只是由五、六篇文章構成，很概略地來淺析飛機設計所用到的基本原理。在一些FB粉專、YT頻道的友情推廣下，那本電子書獲得了很不錯的迴響，也讓後來的一切有了開始發展的機會。
約莫半年後，我決定把電子書的內容大幅擴增至五、六倍，並投稿到出版社。很感謝晨星出版社當時接受了我的投稿，讓我有這個機會，將自己研究飛機的一些心得分享給廣泛的社會大眾，而我的第一本書「戰鬥機設計與運作原理」，也在2022年12月出版。
戰鬥機那本書在甫出版之後就獲得廣大迴響（這也要感謝各網路平台的推廣），一個月就二刷，約半年後就三刷，還一度登上網路書店的排行榜；此外，我還很榮幸地受邀至一些YouTube、Podcast接受專訪，自己成立的FB粉專「航向三萬英呎」也愈來愈多朋友追蹤。
有了戰鬥機那本書的成功，讓我更有信心寫自己的第二本書，於是，在2023年8月，我就寫完這本專門介紹民用大型客機的書。其實我最初的想法，是寫一本介紹所有飛機的書籍，包含民航機、軍機。只不過，後來因為一些原因，決定改成先出一本戰鬥機的書，再出一本民航機的書。因此，與其說這是我的「第二本書」，倒不如看成是上一個計畫的延續。
在內容上，戰鬥機那本書比較像我原本電子書「飛行器簡介」的概念，除了戰鬥機以及一些戰鬥機才會用到的軍用科技之外，還有介紹一點民航機、直升機、無人機和飛彈，內容比較「廣」；相形之下，這本民航機的書，就真的只專注在民用大型客機的設計上，但也因此，內容可以講得更詳細、更深入、更清楚，內容比較「深」。
這本書的公式很少、內容不難，適合廣泛大眾閱讀，只要有國、高中的數學和物理基礎，就能看懂全部內容。惟對於第一次接觸航空的初學者而言，需要比較多的耐心，慢慢地看，邊看邊想，同時輔以圖片說明來理解，切勿在囫圇吞棗、一知半解的情況下往下讀更後面的內容，那樣只會愈看愈不懂，最後明明很簡單的東西都會被搞成好像很複雜一樣。
能和各位讀者分享我對飛機的一點研究，是我的榮幸。最後，特別感謝編輯吳雨書、美編黃偵瑜的努力，以及賴維祥老師、洪先祥協理、郭兆書老師、楊政衛學長，和在中華航空公司A350 機隊服務的、我的父親王敦義機長，在這個過程中的協助與指導，有諸位先進的不吝指正，才能成就這本書的出版。