GATE航空航天工程大綱

---

---

科目程式碼：AE

課程結構

課程大綱

A節：工程數學

核心主題

單元1：線性代數

• 向量代數
• 矩陣代數
• 線性方程組
• 矩陣的秩
• 特徵值和特徵向量

單元2：微積分

• 單變數函式
• 極限
• 連續性和可微性
• 中值定理
• 鏈式法則
• 偏導數
• 極大值和極小值
• 梯度
• 散度和旋度
• 方向導數
• 積分 −
  • 線
  • 表面和體積分
  • 斯托克斯定理
  • 高斯定理和格林定理

單元3：微分方程

• 一階線性與非線性微分方程
• 具有常係數的高階線性常微分方程
• 偏微分方程和變數分離方法

B節：飛行力學

核心主題

單元1：基礎

• 大氣 −
  • 特性
  • 標準大氣
• 飛機分類
• 飛機（固定翼飛機）的結構和各個部件

單元2：飛機效能

• 壓力高度 −
  • 等效
  • 校準
  • 指示空速
• 主要飛行儀表 −
  • 高度表
  • 空速表
  • 垂直速度表
  • 航向指示器
  • 阻力極曲線
  • 起飛和著陸
  • 穩定爬升和下降
  • 絕對和實用升限
  • 巡航
  • 巡航爬升
  • 續航時間或滯空時間
  • 載荷係數
  • 轉彎飛行
  • V-n圖
• 風 −
  • 迎風
  • 順風
  • 側風

單元3：靜態穩定性

• 迎角，側滑角
• 滾轉、俯仰和偏航控制
• 縱向操縱桿固定和自由穩定性
• 水平尾翼的位置和尺寸
• 方向穩定性
• 垂直尾翼的位置和尺寸
• 二面體穩定性
• 機翼二面角
• 後掠角和位置
• 鉸鏈力矩，操縱桿力

C節：空間動力學

核心主題

• 中心力運動
• 軌跡確定
• 簡單情況下的軌道週期

D節：空氣動力學

核心主題

單元1：基礎流體力學

• 守恆定律 −
  • 質量
  • 動量（積分和微分形式）
• 勢流理論 −
  • 源
  • 匯
  • 偶極子
  • 線渦及其疊加
• 粘度 −
  • 雷諾數

單元2：翼型和機翼

• 翼型命名法
• 空氣動力系數 −
• 升力
• 阻力
• 力矩
• 庫塔-儒可夫斯基定理 −
  • 薄翼型理論
  • 庫塔條件
  • 啟動渦
• 有限翼展理論
  • 誘導阻力
• 普朗特升力線理論
• 臨界馬赫數和阻力發散馬赫數

單元3：可壓縮流

• 可壓縮性的基本概念
  • 守恆方程
• 一維可壓縮流
  • 法諾流
  • 瑞利流
• 等熵流
  • 正激波和斜激波
  • 普朗特-邁耶流
• 透過噴管和擴散器的流動

E節：結構

核心主題

• 材料強度 −

  • 應力狀態和應變狀態

  • 應力應變轉換

  • 莫爾圓。主應力

  • 三維胡克定律

  • 平面應力和平面應變

• 破壞理論 −

  • 最大應力

  • 特雷斯卡

  • 米塞斯

• 應變能 −

  • 卡斯蒂利亞諾原理

  • 靜定和超靜定桁架和梁的分析

  • 細長壓桿的彈性彎曲屈曲

單元2：飛行器結構

• 飛機結構和材料的特性
• 薄壁截面的扭轉、彎曲和彎曲剪下
• 飛機上的載荷

單元3：結構動力學

• 無阻尼和有阻尼單自由度系統的自由振動和強迫振動
• 無阻尼雙自由度系統的自由振動

F節：推進

核心主題

單元1：基礎

• 熱力學
• 邊界層和傳熱以及燃燒熱化學

單元2：飛機發動機的熱力學

• 推力
• 渦輪噴氣發動機、渦輪螺旋槳發動機、渦輪軸發動機的效率和發動機效能
• 渦輪螺旋槳
• 渦輪軸
• 渦扇發動機和衝壓發動機
• 渦輪噴氣發動機和渦扇發動機的推力增強
• 非旋轉推進部件的空氣熱力學，例如 −
  • 進氣口
  • 燃燒室
  • 噴管

單元3：軸流壓氣機

• 角動量
• 功和壓縮
• 單個軸流壓氣機級的特性效能
• 壓氣機的效率
• 反應度

單元4：軸流渦輪

• 軸流渦輪級效率

單元5：離心式壓氣機

• 離心式壓氣機級動力學
  • 誘導器
  • 葉輪
  • 擴壓器

單元6：火箭推進

• 推力方程和比衝
• 飛行器加速度
• 阻力
• 重力損失
• 火箭的多級設計
• 化學火箭的分類
• 固體和液體推進劑火箭的效能

下載pdf 點選此處。