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民國110年 普通考試 航空器維修 旋翼機基本維修概要考古題
民國110年 普通考試 航空器維修 旋翼機基本維修概要收錄考選部官方試題,共 5 題可線上瀏覽,考選部未公告本科目答案。
題目與答案
請說明 旋翼機產生垂直震動及橫向震動的主要因素為何?(10 分)
旋翼機之槳葉,如何執行重量平衡之工作?(10 分)
參考解答(AI 生成,非官方) 一、垂直震動的主要因素:主旋翼與機身之間的振動多數源自旋翼系統的不平衡。常見原因包括槳葉重量與重心不一致、槳葉錐角(coning angle)不對稱、旋翼葉片追蹤(blade tracking)不良、槳轂(hub)與揮舞鉸(flapping hinge)磨損或阻尼器(damper)失效、主軸(mast)彎曲或軸承間隙過大,以及發動機與變速箱傳動系統的不平衡。上述因素會使旋翼每轉一圈產生一次或多次的上下激振,形成垂直震動。 二、橫向震動的主要因素:橫向震動多與前進中槳葉前進側與後退側的升力不對稱(dissymmetry of lift)、槳葉擺動與擺振運動、揮舞鉸與阻力鉸間隙、變距連桿(pitch link)長度不一致、主旋翼與尾旋翼不平衡,以及機身與起落架共振(ground resonance)有關。當槳葉追蹤不良或阻尼器磨損時,旋翼平面內的擺動會傳遞至機身,產生左右或前後方向的橫向振動。 三、重量平衡的意義:槳葉重量平衡分為靜平衡與動平衡。靜平衡在於使各槳葉的重量與重心位置一致;動平衡則在旋轉狀態下使各槳葉產生的離心力與力矩相互抵消。實務上先以磅秤量測每片槳葉重量,並以重心量具測定其展向(spanwise)與弦向(chordwise)重心,選出重量相近者配成一組。 四、靜平衡的執行:將槳葉置於平衡架或刀口支座上,量測展向重心位置,必要時在槳尖或槳根加裝配重塊(balance weight),使各葉重心落在容許公差內;弦向重心則以配重或補片調整,避免槳葉產生扭轉力矩。完成後記錄各葉重量與重心,作為後續追蹤與調整的依據。 五、動平衡與追蹤:裝機後以振動分析儀或追蹤設備於地面及懸停狀態量測,找出振動相位與振幅,再以調整變距連桿、加装配重或調整配平補片(trim tab)方式修正。反覆量測至振動值降至規定範圍,並確認各槳葉軌跡一致,方可完成重量平衡作業。
請說明 何謂攻角(Angle of attack)及攻角改變所造成之影響為何?
(10 分) 旋翼機之攻角的改變與定翼機之攻角的改變有何不同?
(10 分)
參考解答(AI 生成,非官方) 一、攻角的定義:攻角(angle of attack, AOA)指翼弦線(chord line)與相對風(relative wind)之間的夾角,是本題的基準角度而非機身姿態角。攻角大小直接決定翼剖面產生的升力係數(lift coefficient, CL)與阻力係數(CD)。在臨界攻角之前,升力隨攻角增加而上升;超過臨界攻角後氣流分離,升力驟降、阻力劇增,即失速(stall)。 二、攻角改變的影響:攻角增加時升力與誘導阻力同時增加,所需發動機功率與燃油消耗亦提高;攻角過大則產生失速、抖振與操縱失效。攻角減小則升力下降,可能造成高度損失。此外,攻角改變會影響槳葉的入流角(inflow angle)、誘導速度(induced velocity)與前進比,進而改變旋翼的拉力分布與振動特性。 三、旋翼機攻角改變的特性:旋翼機槳葉的攻角隨方位角(azimuth)與半徑位置不斷變化。飛行員透過總距桿(collective)同時改變各槳葉攻角以增減總拉力,透過週期距桿(cyclic)使槳葉攻角隨方位週期性變化以產生前後或左右傾斜。此外,前進時前進側與後退側相對風速度不同,須靠揮舞(flapping)與擺振(lead-lag)自動調節攻角,形成不對稱升力。 四、與定翼機的比較:定翼機的攻角主要由機身俯仰姿態與空速決定,飛行員以升降舵改變姿態,全機各翼面攻角大致一致;攻角改變屬整體性、緩慢且與空速強相關。旋翼機則為局部、週期性且快速變化,同一瞬間各槳葉、各半徑位置的攻角均不同,並受誘導下洗流影響,故其失速可能僅發生於後退側槳葉(retreating blade stall),而非全機同時失速。 五、維修與操作啟示:維修時須確認槳葉安裝角(pitch)與變距連桿長度符合規定,避免攻角偏差造成追蹤不良或振動;操作時須注意過大總距配合低空速易導致後退側槳葉失速,並留意密度高度與載重對攻角需求的影響。
請說明 旋翼機載重時須考慮之重量包含那些?並說明各重量之意義
為何?(10 分) 圖解組件目錄(IPC)之功用為何?(10 分)
參考解答(AI 生成,非官方) 一、基本空重(basic empty weight):指航空器在無燃油、無酬載、無機組員情況下的重量,包含機體、發動機、固定設備、不可排放之油液與配備之航電,是計算載重與重心的基準。 二、最大起飛重量(maximum takeoff weight, MTOW)與最大落地重量(maximum landing weight):前者為起飛時允許之最大總重,受結構強度、爬升性能與煞車能量限制;後者為落地時允許之最大重量,通常小於最大起飛重量,超重落地須執行結構檢查。 三、實用載重(useful load)與酬載(payload):實用載重等於最大起飛重量減基本空重,包含燃油、機組員、乘客與貨物;酬載則指實際可載運之人員與貨物。燃油重量須依任務需求與備用油量計算,並注意燃油密度隨溫度變化。 四、總重(gross weight)與重心(center of gravity, CG):總重為各項重量之和,起飛前須核算是否在限重內;重心位置須落在前後限(CG limits)之間,太重於前限會降低操縱性與落地性能,太重於後限則降低縱向穩定性,甚至造成後退側槳葉失速風險。 五、組件目錄(illustrated parts catalog, IPC)之功用:IPC 以爆炸圖(exploded view)配合件號(part number)、名稱、數量與適用機型(effectivity),協助維修人員正確辨識、拆裝與訂購零件;並可查得組裝關係、替代件與互換性,確保維修品質與適航性。其圖示須標註件號索引、装配順序與方向,考生繪圖時應以方框代表組件、以引線標註件號與名稱。
請說明 主旋翼葉片旋轉軌跡之調整方式有那些方式?(10 分) 主旋
翼葉片配平補片調整前之步驟為何?(10 分)
參考解答(AI 生成,非官方) 一、旋翼軌跡調整的意義:主旋翼葉片旋轉軌跡(blade track)調整在使各槳葉在相同錐角下旋轉於同一平面,避免因軌跡不一致產生垂直振動與槳轂疲勞。調整前須確認槳葉安裝角、變距連桿長度與槳葉狀況均符合規定。 二、靜態追蹤(static tracking):於地面以槳葉追蹤尺或水準儀量測各槳葉槳尖高度,調整變距連桿(pitch link)長度使各葉槳尖高度一致。此方法簡便,適用於初步調整,但無法完全反映飛行載重與撓性變形之影響。 三、動態追蹤(dynamic tracking):於地面試車或懸停時,以追蹤旗(tracking flag)、槳尖反光標記或電子追蹤設備觀察各槳葉通過同一參考點的情形,找出偏高或偏低之槳葉,再微調變距連桿或配平補片,反覆至軌跡重合。 四、其他調整方式:可利用配平補片(trim tab)改變槳葉局部氣動特性以修正軌跡;亦可調整槳葉配重、揮舞鉸預載或阻尼器,並配合振動分析儀進行相位與振幅分析。調整後須再次確認振動值、操縱性與各項力矩均在容許範圍。 五、配平補片調整前之步驟:先完成槳葉清潔與外觀檢查,確認無裂紋、分層或補片脫落;查閱維修手冊確認補片位置、尺寸與調整極限;確認輪胎氣壓、槳轂螺栓力矩與操縱連桿間隙正常;完成靜態與動態追蹤並記錄基準值;再依手冊規定逐步調整補片,每次調整後重新量測,避免超出手冊容許之調整量。
請說明 旋翼機若有重落地發生,須執行檢查之項目為何?(10 分)
發動機清洗時機為何?(10 分)
參考解答(AI 生成,非官方) 一、重落地後的結構檢查:應檢查起落架(滑橇或輪式)有無變形、裂紋與減震器漏油,機身骨架、地板與固定點有無皺摺或鉚釘鬆動,並確認起落架與機身接頭螺栓無滑移或拉伸痕跡。 二、旋翼與傳動系統檢查:檢查主旋翼槳葉有無裂紋、凹痕、蒙皮分層與配重移位,槳轂、揮舞鉸、阻力鉸與阻尼器間隙及潤滑狀況;檢查主軸、變速箱、離合器與尾旋翼傳動軸有無異常振動、軸承過熱或油液滲漏。 三、發動機與操縱系統檢查:檢查發動機安裝座、撓性聯軸器與管路有無鬆脫滲漏,必要時執行壓縮性檢查與油液取樣;檢查週期距、總距、腳蹬與鋼索張力、連桿間隙,確認操縱行程與中立位置正確,並依手冊執行試車與振動檢測。 四、發動機清洗時機:當壓縮機葉片積垢導致性能下降、排氣溫度(EGT)異常升高、燃油消耗增加或輸出馬力不足時,應執行壓縮機清洗;於海島、鹽害、沙塵或火山灰環境操作後,以及定期保養週期屆至、長期停飛後復飛前,亦須依手冊規定清洗。 五、清洗方式與注意事項:常用方法包括以清洗液注入進氣口進行濕洗(wet wash)或噴射研磨料清洗(abrasive wash),須依手冊控制清洗液種類、濃度、溫度與轉速,避免損傷葉片塗層;清洗後應徹底沖洗、乾燥並試車確認參數恢復正常,同時記錄清洗日期、時數與效果,以作為後續趨勢分析之依據。