民國110年 高考三級 航空駕駛(選試直昇機飛行原理) 載重平衡考古題

民國110年 高考三級 航空駕駛(選試直昇機飛行原理) 載重平衡收錄考選部官方試題，共 4 題可線上瀏覽，考選部未公告本科目答案。

官方資料

題目與答案

第1題

根據諮詢通告（Advisory Circular, AC）43.13-1 中有關航空器重量變化可 忽略不計的規定為：對於空重介於5000-50000 磅航空器其重量變化小於 或等於2 磅時；或對於空重大於50000 磅航空器其重量變化小於或等於 5 磅時。今有一空重為65000 磅之航空器內裝有三具無人飛機，每具無 人飛機各重2 公斤，試詳細說明如依序先後施放此三具無人飛機時，吾 人在重量管理上應有的作為。（25 分）

參考解答（AI 生成，非官方）

  • 一、規範門檻與單位換算：AC 43.13-1 對空重 5,000 至 50,000 磅之航空器，重量變動小於或等於 2 磅得簡化處理；空重大於 50,000 磅者，門檻為 5 磅。本案空重 65,000 磅，適用 5 磅門檻。1 公斤等於 2.20462 磅，每具無人飛機 2 公斤即 4.409 磅，三具合計 13.228 磅。此門檻僅是「得簡化記錄」，並非免除適航、性能與重心責任。
  • 二、逐次施放之判定：第一次施放 4.409 磅，單次變動低於 5 磅，可視為可忽略，但仍應在飛行紀錄註記施放時間、位置及實際重量。第二次施放後累計變動 8.818 磅，已超過 5 磅，不得再以「每次均小於 5 磅」為由忽略，應更新重量清單與力矩。第三次累計 13.228 磅，更須修正。若三具施放屬既定任務，宜於起飛前即建立施放前、中、後之載重平衡表。
  • 三、重量管理作為：應建立基準空重、操作空重及各無人飛機站位（arm），以重量乘力臂計算力矩；每次施放後更新總重、總力矩與重心（CG），並檢查起飛、航路、落地及單側施放時之橫向平衡。無人飛機若列為空重設備，施放即改變空重；若列為酬載，則改變操作重量，兩者均須以實際站位計入力矩，不可只比較總重量。
  • 四、紀錄與限制：施放屬構型改變，應依維修與重量平衡手冊修訂空重資料；累計變動超過 5 磅時，應重新計算並簽證，必要時實際秤重。營運人應在裝載表、艙單、飛行計畫及差異訓練中註明，並評估施放造成之氣動力、推力與不對稱影響。若重心或橫向平衡超出包絡線，應調整施放顺序、配重或任務剖面，不得僅以低於門檻為由省略檢查。

第2題

某一輕航空器其最大起飛重量為4800 磅，容許之重心範圍為80-88 英 吋，今其之某航班重量與力臂表如下，試計算其重心位置，並說明起飛 前是否需做重量的調整？需如何調整？（25 分） 項目 重量（磅） 力臂（英吋） 飛機空重 78.8 前排飛行員 86.0 後排乘客 120.0 燃油 76.0 行李 150.0

參考解答（AI 生成，非官方）

  • 一、資料缺漏之處理：題幹僅列出五個力臂值 78.8、86.0、120.0、76.0、150.0 英吋，未列出飛機空重、前排飛行員、後排乘客、燃油及行李之重量，因此無法算出唯一之總重、總力矩與重心位置。此時不可自行假設重量；應先確認表格是否漏列「重量（磅）」欄，並明確標註「題目資料缺漏，無法得出唯一數值」。
  • 二、計算公式：設空重 W_E、前座 W_F、後座 W_R、燃油 W_FU、行李 W_B，各力臂分別為 78.8、86.0、120.0、76.0、150.0 英吋。總重 W 等於各項重量之和；總力矩 M 等於各項重量乘其力臂之總和；重心 CG 等於 M 除以 W。最大起飛重量為 4,800 磅，若 W 大於 4,800 磅即超重；容許重心範圍為 80 至 88 英吋，CG 小於 80 英吋偏前，大於 88 英吋偏後。
  • 三、調整判定：若超重，應優先減少燃油至允許值，或減少行李、乘客等酬載；若重心偏前，可將重量往後移動或於後艙加壓艙物；若重心偏後，則反向處理。將 ΔW 由力臂 a1 移至 a2 時，新重心為 CG' 等於（W×CG＋ΔW×(a2－a1)）除以 W；加減壓艙物亦可用同一力矩法計算。調整後須再次確認不超重且 CG 落在 80 至 88 英吋。
  • 四、操作提醒：調整時不得超過各艙位、地板或座椅軌之載重限制，亦須符合燃油箱配置與橫向平衡限制。完成後應更新載重平衡表，確認起飛、航路及落地重量與重心均在包絡線內；若無法同時滿足重量與重心限制，應減載或更換裝載配置，不得以壓艙物掩蓋超重問題。實際數值須待重量資料補齊後才能計算。

第3題

未來將出現油電混合（Hybrid）之全貨用飛機，如與目前之全貨機相比較， 它的穩定性與操控性、平均空氣動力弦長（MAC）、零油重量（Zero fuel weight）及力矩指數（Moment index）會有何種變化？試詳述之。（25 分）

參考解答（AI 生成，非官方）

  • 一、比較前提與系統特徵：油電混合全貨機通常以渦輪或活塞發動機帶動發電機，配合電池、電動馬達、功率電子與冷卻系統，必要時採分散式推進。比較時應以同級全貨機、相同酬載與相同任務剖面為基礎。混合系統增加電池與電動設備，重量及慣性分布改變；若機翼幾何不變，平均空氣動力弦長（MAC）不會因動力系統而改變。
  • 二、穩定性與操控性：電池屬高密度質量，通常置於機腹或重心附近，會改變重心高度、俯仰與滾轉慣性；若電池前後配置不當，重心範圍與靜穩定裕度可能受影響。分散式電動推進可提供差動推力、推力向量或邊界層吸入，增進低速操控與短場能力，但故障模式、推力回應、熱管理與電磁相容更複雜，須以適航條款驗證。
  • 三、MAC 與零油重量：MAC 是機翼幾何參數，若沿用原機翼則數值不變；若為容納電池或馬達而修改翼型、增大弦長或改變布局，MAC 會增大或位置移動，須重新求算空氣動力中心與重心百分比。零油重量（ZFW）等於操作空重加酬載；電池與電動系統列入操作空重，故同酬載下 ZFW 增加，最大酬載可能下降，結構與煞車能量限制亦可能更早到達。
  • 四、力矩指數與管理：力矩指數（MI）為力矩除以手冊指定除數，常用除數為 1,000。電池在某一力臂增加質量會使 MI 改變；設計上常將電池置於接近重心處以減少 MI 變化，但放電、冷卻與電池更換仍會造成分布改變。營運上應建立新重量平衡手冊，將電池充電狀態與更換納入載重表，並檢查 ZFW、起飛與落地重量及重心包絡線；混合構型不代表可忽略重量平衡。

第4題

2020 年為因應新冠肺炎（COVID-19）疫情造成的搭機旅客數驟減，許多 航空公司紛紛將客機暫時改為貨機（如示意圖），請說明此時此類飛機置 放貨物的空間有幾處？其置物的順序為何？有何特別需要注意之處？試 詳述之。（25 分）

參考解答（AI 生成，非官方）

  • 一、可置物空間：典型客機臨時改貨（preighter）之貨物空間包括客艙主艙、前下貨艙、後下貨艙，部分機型另有散裝艙（bulk hold），合計約三至四處。客艙可採拆除座椅後之地板固定，或經核准將貨物固定於座椅上；實際可用範圍、數量與最大載重，須依機型重量平衡手冊及主管機關核准文件認定，未經核准不得使用。
  • 二、裝載順序：常見原則是先裝前下貨艙，再由前而後裝客艙，最後裝中後下貨艙或散裝艙；卸載時順序相反。同一艙內應先重後輕、由內而外、左右對稱，並依裝載指令避免二次搬運。惟各機型重心特性不同，仍應以該型重量平衡手冊及裝載通知單為準，每裝完一艙即核算重量與力矩，確保全程重心在包絡線內。
  • 三、特別注意事項：客艙地板原設計供座椅與乘客使用，須確認地板載重、集中載重及座椅軌固定強度；貨物須以貨網、綁帶固定於合格繫固點，符合前 9g、後 1.5g 等適航要求。座椅上裝貨每座通常不得超過約 77 公斤（170 磅），貨物高度不宜超過 127 公分（50 英吋），且不得阻擋走道、緊急出口、滅火器、通訊設備、壓力釋放孔與通風口。
  • 四、法規與操作管理：臨時客改貨須取得補充型別認證、改裝設計批准或主管機關豁免，並完成客艙載貨訓練；裝載通知單應載明各艙位重量、最大載重及裝卸順序。客艙須具備煙霧與火警偵測及滅火措施，並限制危險物品；起飛前核對載重表、艙單與實際裝載，落地後檢查貨物是否移位。若固定、地板載重或滅火能力不足，應減載或改由下貨艙裝運。