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民國115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
關於旋翼機的尾旋翼系統，請回答以下問題：
請說明尾旋翼系統能提供旋翼機在飛行時何種的功能？（8 分）
請說明一個典型的尾旋翼系統具有的主要元件（component）或組件
（unit）名稱，並同時說明該元件或組件之功能特性。（12 分）
參考解答（AI 生成，非官方） 一、尾旋翼的首要功能為「反扭矩」（anti-torque）。主旋翼旋轉時，依牛頓第三定律會對機身產生反作用扭矩，若無外力平衡，機身將朝主旋翼相反方向自旋；尾旋翼在機尾側向產生推力，形成相對於重心的力矩，用以抵銷該反扭矩，使機身保持既定航向。 二、尾旋翼提供航向（yaw）操縱與風標效應補償。飛行員透過腳蹬改變尾旋翼集體螺距（collective pitch），增減側向推力即可使機頭左、右偏轉；於停懸、側風、後退飛行及地面滑行時，尾旋翼更是唯一能維持航向穩定的手段。前飛時垂直尾翼分擔部分側力，可降低尾旋翼所需功率。 三、尾旋翼葉片（tail rotor blades）與尾旋翼轂（tail rotor hub）。葉片多為對稱翼型，產生側向推力並可承受交變彎矩；轂則將葉片固定於軸上並傳遞扭矩，常見有蹺蹺板式（teetering）與全鉸接式，附有變距軸承、揮擺鉸與阻尼器，以吸收揮擺（flapping）與擺動（lead-lag）運動。 四、傳動與支撐組件。包括尾旋翼傳動軸（drive shaft）、中介齒輪箱（intermediate gearbox, IGB）與尾齒輪箱（tail gearbox, TGB），負責將主傳動系統的轉速轉換並傳至尾旋翼；各段傳動軸設有撓性聯軸器與軸承支撐，以容許機身撓曲與對心誤差，並防止共振。 五、操縱與氣動附件。包含變距滑套（pitch slider）、變距連桿、鐘形曲柄、鋼繩或推拉管，將腳蹬輸入轉為葉片螺距變化；垂直尾翼（vertical fin）於前飛時提供側向氣動力、改善風標穩定性並減輕尾旋翼負荷。另設尾撬（tail skid）或尾輪，防止起降姿態過大時觸地損傷。
關於旋翼機的類型分類，請回答以下問題：
依運作原理與結構特點的差異性，列出旋翼機的四種主要類型名稱。
（8 分）
依前述之四種類型分類，請個別說明其功能特性。（12 分）
參考解答（AI 生成，非官方） 一、依運作原理與結構特點，旋翼機可分為四種主要類型：單旋翼帶尾旋翼式（single main rotor with tail rotor）、雙旋翼串列式（tandem rotor）、雙旋翼共軸式（coaxial rotor）與雙旋翼交錯式（intermeshing／synchropter）。分類依據在於「反扭矩如何抵銷」及「旋翼數量與配置方式」。 二、單旋翼帶尾旋翼式。僅一具主旋翼提供升力與推力，尾旋翼負責反扭矩與航向控制。結構簡單、重量輕、操控反應直接，為最普遍構型；但尾旋翼易受側風與地面效應影響，且尾旋翼失效時須以自轉下滑處理，人員地面安全風險較高。 三、雙旋翼串列式。前後各一具主旋翼，轉向相反，扭矩相互抵銷，無需尾旋翼。全部發動機功率均用於產生升力，載重與重心範圍大，適合大型運輸與吊掛；缺點為機身長、傳動系統複雜、前後旋翼干擾明顯，且後旋翼易受前旋翼尾流影響。 四、雙旋翼共軸式。兩具旋翼同軸上下疊置、反向旋轉，扭矩自相抵銷。機身緊湊、無尾旋翼外露、懸停效率與抗側風能力佳，適合艦載與都市作業；但槳轂與傳動機構複雜、維修困難，上下旋翼間距小，易發生槳葉碰撞與氣動干擾。 五、雙旋翼交錯式。兩旋翼左右並列、軸線外傾並同步反向旋轉，槳葉在交會處錯開避免碰撞。同樣免尾旋翼，外觀緊湊、吊掛視野佳；惟傳動同步與相位控制精度要求高，任一傳動失效即可能造成槳葉互擊。另有以噴流引導之 NOTAR 系統，屬單旋翼帶尾旋翼之改良型。
關於旋翼機的主旋翼軌跡校正，請回答以下問題：
請說明主旋翼軌跡校正的目的。（5 分）
請說明常見的主旋翼軌跡量測方法及其測量原理？（15 分）
參考解答（AI 生成，非官方） 一、主旋翼軌跡校正（main rotor tracking）之目的，在使各片主旋翼葉片於相同槳距與相同飛行狀態下，槳尖掃過同一錐面（tip path plane），避免因葉片螺距、翼型或連桿長度差異造成「槳尖高低差」（track split）。軌跡不一致會產生每轉一次之振動（1 per rev）、槳轂與傳動系統疲勞、乘員不適，並降低升力效率，故校正可降低振動、延長壽命並確保性能。 二、旗標法（flag／chalk method）。於槳尖外緣貼不同顏色膠帶或於地面設置標記板，以目視或塗料痕跡觀察各葉片通過高度，調整變距連桿（pitch link）使痕跡重合。此法簡便、不需特殊裝備，但精度受限於目視與地面參照，僅適合初步校正。 三、頻閃光學法（strobe tracking）。於機身裝設光學感測器與頻閃燈，槳尖貼反光片；感測器偵測通過時刻並觸發頻閃，使槳尖「凝結」成像，讀出各葉片影像位置差（以吋或毫米表示）。精度高、可於懸停或前飛實施，為目前常用之軌跡量測方式。 四、振動分析法（vibration／balance measurement）。以加速度計（accelerometer）量測槳轂或機身振動，配合轉速計取得相位，繪製極座標圖（polar chart），區分「軌跡不平衡」與「質量不平衡」，再以調整連桿或配重方式修正。此法可同時完成軌跡與動態平衡（dynamic balancing）。 五、實務上常採「先軌跡、後平衡」順序，並於地面慢車、懸停及巡航等不同狀態逐項確認；量測時須注意風速、地面效應、燃油量與載重一致性。現代機種多用電腦化追蹤平衡儀（如 Vibrex、ACES）自動計算修正量，惟仍須依維護手冊之容許值判定。
關於直昇機主旋翼系統之結構構造，請回答以下問題：
請說明該系統結構構造中包含那些主要的構件？（5 分）
依照這些主要構件的連接和相互作動方式，請說明主旋翼最基本的三
種類型及其特點？（15 分）
參考解答（AI 生成，非官方） 一、主旋翼系統之主要構件包括：主旋翼傳動軸（mast）、主旋翼轂（hub）、主旋翼葉片（blades）與槳葉夾持器（blade grip）；另含揮擺鉸（flapping hinge）、擺動鉸（lead-lag／drag hinge）、變距軸承（feathering bearing）、變距連桿（pitch link）、剪力臂（scissors）與轂帽等。 二、控制與傳動構件包括：斜盤（swashplate，含固定環與旋轉環）、伺服器或助力器之操縱連桿、主旋翼阻尼器（damper）與配重；斜盤將駕駛桿之週期變距與集體變距輸入轉換為葉片螺距變化，阻尼器則抑制擺動鉸前後振盪，避免地面共振（ground resonance）。 三、全鉸接式（fully articulated）。每片葉片具備揮擺、擺動與變距三個獨立鉸接，可自由上下揮擺與前後擺動。特點為操縱柔順、振動小、重心範圍寬、抗風性佳；缺點為構件多、維修點多、成本高，多用於中型以上機種。 四、半剛性式（semi-rigid／teetering）。兩片葉片以蹺蹺板方式共用一揮擺鉸，無獨立擺動鉸，靠槳轂結構與阻尼吸收擺動。結構簡單、重量輕、操控靈敏，常見於輕型直升機；但無法承受劇烈擺動，重心範圍較窄，地面共振風險須以阻尼器控制。 五、無鉸式（rigid）。葉片以彈性體軸承（elastomeric bearing）或撓性樑直接固定於轂，無傳統機械鉸接，靠材料撓性提供揮擺與擺動。特點為零件少、可靠性高、可做較大機動，便於旋翼折疊；惟槳轂受力與疲勞分析複雜，維修須嚴格依手冊執行。
關於旋翼機的重量計算，請回答以下問題：
請個別說明「Basic Empty Weight」和「Licensed Empty Weight」等專
有名詞的定義，並說明兩者的差異性。（12 分）
請說明專有名詞「Maximum Gross Weight」定義的詳細意涵。（8 分）
參考解答（AI 生成，非官方） 一、Basic Empty Weight（基本空重）指航空器處於可飛行狀態、但未裝載可用燃油、乘客、行李與貨物時之重量。內容包括機體結構、發動機、固定裝備、選用裝備、固定壓艙、系統油液，以及「不可用燃油」（unusable fuel）與「不可排放之滑油」，為原廠出廠及後續改裝後登錄之基準重量。 二、Licensed Empty Weight（執照空重）為早期法規用語，指航空器連同機體、發動機、全部裝備、固定壓艙、液壓油、不可用燃油與「不可排放滑油」之重量，但不含「可用滑油」。兩者差異主要在滑油之計列方式：基本空重通常含全部滑油，執照空重僅含不可排放部分，故執照空重一般略小於基本空重。 三、兩者差異之實務意義在於「更換名詞時須同步修正重量與平衡資料」。若維護後改採基本空重，應將全油量一併計入，並更新裝備清單（equipment list）；計算載重平衡時，須確認所用空重定義與手冊一致，否則將造成總重與重心估算誤差，影響性能與安全。 四、Maximum Gross Weight（最大總重）指航空器在結構強度、性能與適航限制下容許之最大總重量，包含空重、燃油、乘員、行李與貨物之總和；其值由原廠依結構極限載重、主旋翼升力、傳動系統扭矩與起落架承載能力核定，並載明於飛行手冊與適航證書。 五、其意涵包括：不得以「起飛後消耗燃油」為由超過起飛時之最大總重；最大總重常與最大起飛重量（MTOW）、最大落地重量（MLW）分別訂定；超過最大總重將使懸停升限、爬升率、單發性能與機動裕度下降，並增加結構疲勞。操作上應先計算載重與重心，確認落於包絡線（CG envelope）內。