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四、設計要求如何導致奇特的外形
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4.1 極端航程
假設某個要求是指定極端的飛機負載－航程能力。要決定螺旋槳飛機的航程，可用
Breguet航程公式(參考資料3.)：
R = 375 (n_p/c_p) (L/D) ln(W_begin/W_end) (1)
目前螺旋槳效率n_p及引擎燃油比功率c_p可得的最佳值為 n_p = 0.90 及 c_p=0.40。
飛機升阻比 L/D 的值，幾乎是取決於展弦比 A 、Oswald翼展效率因子 e 、飛機的零
升力阻力係數 C_D0 (與表面積、邊界層狀態、翼面積有關) 及飛行時的升力係數。飛
機可能的最大升阻比可由下式估算(參考資料3.)：
(L/D)_max= [(Ae)/(4C_D0))^(1/2) (2)
展弦比允許的最大值受到結構的限制。零升力阻力可減低的程度也有空氣動力上的極
限。對動力飛機而言，(L/D)_max=25.0 是非常好的了! 在(1)式中的重量比
W_begin/W_end 可以用 W_takeoff/W_empty (起飛重量／空重) 來近似。這個比值在
噴射運輸機上約為2.0。
用剛剛所說的這些數字，可得設計航程為 28,000 浬。要完成環球飛行，需要28,000
浬的航程。面對這樣極端的航程要求，設計者不得不嘗試獲得較高的重量比：
W_begin/W_end 。
以 28,000 浬的設計航程，要滿足(1)式，需要重量比為 3.8。Rutan 在 Voyager (
圖2) 的設計中，以這個設計哲學成功的得到極端航程。這架飛機的重量比為 4.5，是
有史以來最好的。「奇特」的多機身外形、非常高的展弦比(A=33.8)及使用特殊的複
合材料才得到此成果。在機翼及螺旋槳上使用特別的翼型也是成功的因素之一。
必須注意的是，Voyager 設計為符合「試驗」規範，但沒有符合民航及軍用機適航規
範的嚴格規訂(表一的第2.項)。這樣也省下了不少重量。
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圖二 Rutan Voyager : 由極端航程需求所得的設計 (參考資料4.)
[圖片還是請自己找來看]
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參考資料
3. Lan, C. T. and Roskam, J., ``Airplane Aerodynamics and Performance,''
1988.
註：參考資料2.及3.由 Roskam Aviation and Engineering Corp.出版，其地址為
Rt 4, Box 274, Ottawa, Kansas, 66067, 美國。
4. Aeroplane Monthly, April 1987, p.201.
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