108 民航特考三等 適航檢查 民用航空器及發動機系統 考古題詳解

核心觀念

本題考查飛機腐蝕預防與控制計畫中，依腐蝕損傷的範圍、修理程度及對適航性的影響，將腐蝕分為 Level 1、Level 2、Level 3。判定時須依機型製造廠的腐蝕控制文件及結構修理手冊（SRM）所訂容許限度辦理；各機型的具體判定基準以製造廠文件為準。

解題方法

作答可依嚴重程度由輕至重，說明每一級的判定重點：

1. 是否在相鄰兩次檢查期間發生；
2. 腐蝕是否在製造廠容許限度內，能否在限度內修磨；
3. 是否已超出限度、需修理或更換結構；
4. 是否已構成緊急適航疑慮，須立即處置。

三個腐蝕損傷等級

Level 1：輕微腐蝕

兩次相鄰檢查之間發生的腐蝕，通常局部且損傷在製造廠容許限度內，可依 SRM 等文件所訂程序修磨或修復，無須結構補強、構件更換，也不需新增損傷容限檢查。

某些腐蝕雖超過容許限度，但若可歸因於該機隊其他飛機不常見的特殊事件，也可按適用標準列為 Level 1。反覆出現的輕微腐蝕若累積後導致補強、更換或新增檢查需求，也須依適用的腐蝕分級規範判定。

核心觀念

本題考查飛機電源系統的三個基本部分：電瓶的化學種類、電瓶的充電控制方式，以及機上直流電源的取得方式。作答時要區分「儲能元件」與「發電元件」：電瓶儲存化學能並提供備用電力；發電機或交流發電機則在發動機運轉時供應負載並替電瓶充電。

解題方法

依題目三小題分別作答：

1. 依電化學系統列出飛機常見電瓶種類。
2. 依充電器控制的電氣量，區分定電流與定電壓充電。
3. 依電源轉換方式，說明機上如何直接產生 DC，或由 AC 整流取得 DC。

（一）現行民航機所使用之電瓶種類

常見種類如下：

• 鉛酸電瓶（Lead-acid battery）：包括濕式鉛酸電瓶及閥控式密封鉛酸電瓶（VRLA／AGM）。鉛酸電瓶技術成熟，常見於一般航空器。
• 鎳鎘電瓶（Nickel-cadmium battery, NiCd）：具有較高的放電能力，常用於需要較大啟動電流或可靠備援電力的航空器。
• 鋰離子電瓶（Lithium-ion battery）：重量較輕、能量密度較高，已用於部分現代航空器；須搭配適當的電池管理、溫度監控及故障防護設計。

考試基本答案以鉛酸與鎳鎘為主；補充鋰離子電瓶，可呈現對現代民航機電源系統的完整掌握。

（二）飛機電瓶所使用的充電方法

依充電時主要控制的電氣量，可分為：

1. 定電流充電（constant-current charging） 充電器維持充電電流大致固定，電瓶電壓會隨充電狀態上升。充電時間較長，且充電後段須留意避免過充，因此需要監控充電時間、電壓或電瓶狀態。

2. 定電壓／定電位充電（constant-voltage／constant-potential charging） 充電器維持設定電壓，電瓶初期接受較大電流，隨電瓶電壓上升，充電電流逐漸下降。飛機上常由發電機或交流發電機配合電壓調節器，以此方式供應電力並替電瓶充電。

核心觀念

飛機稱重是以實際測量結果，建立航空器的基本空重及重心資料，供載重平衡計算使用。飛機重量或重心若與手冊資料不符，可能造成起飛、爬升、操縱或失速特性偏離設計限制，因此稱重結果須納入航空器重量平衡紀錄，並據以修正相關手冊。

本題法規部分以命題當年（民國 108 年）法規為準。當時稱重時限及重量變更後重新稱重的規定，應依當年有效的航空器適航維修管理規定作答；不能直接套用後來修正的條文。

解題方法

分兩層作答：

1. 先列法定時限與重新稱重觸發條件：包括定期稱重、特殊情形延展，以及重量或重心變動達門檻時重新稱重。
2. 再依實際作業順序說明程序要件：稱重前確認飛機狀態與設備，稱重時取得可靠讀值，稱重後計算重心並完成紀錄。

（一）稱重時限及相關規定

依民國 108 年適用規定，除自由氣球外，航空器應每二年接受一次基本重量平衡稱重。因特殊情形無法如期稱重者，須報經民航局核准，始得延展稱重期間；延展期限依當時法規及核准內容辦理。

此外，航空器即使尚未到定期稱重期限，若重量或重心變化達到規定門檻，也須重新稱重：

• 飛機：基本空重累積增減達最大落地重量的千分之五，或重心位移達平均氣動力弦的千分之五，應重新稱重。
• 直昇機：基本空重變化達最大落地重量的千分之五，應重新稱重。
• 航空器完成稱重後，若重量或重心又有變化，所有人或使用人應依規定修正載重平衡相關手冊。

計算門檻時，若最大落地重量為 $W_{\mathrm{MLW}}$，飛機重量變化門檻為：

重心位移門檻則為：

其中 MAC 為平均氣動力弦。重量門檻是以最大落地重量為基準；重心門檻是以 MAC 為基準，兩者不能混用。

（二）執行稱重作業程序必須注意之要件

1. 稱重前準備

• 依航空器維修手冊或重量平衡手冊規定，將航空器配置在標準稱重狀態，確認機身、設備及應裝載項目完整。
• 移除乘客、行李、貨物及非稱重狀態應有的物品；確認固定裝備、選用裝備及改裝狀況已正確反映在紀錄中。
• 航空器應清潔，避免泥土、積水、冰雪等附著物造成讀值偏差。
• 正確處理燃油、滑油、液壓油及其他工作液體：依手冊指定的稱重狀態確認油量，並將其重量列入或依規定扣除。不得把不同油量狀態的重量直接比較。
• 稱重設備須在有效校正期間內，使用前確認歸零，並依製造商規定操作。

核心觀念

本題考兩項基本知識：Twin-Spool Turbofan 的構造與性能特性，以及 Spark Ignition 往復式發動機的三大主要部分與各部分元件。題目不涉及法條或數值計算，作答重點是清楚交代各組件的配置、功能，以及渦輪扇發動機相較渦輪噴射發動機的推力與效率優勢。

解題方法

先按氣流路徑整理 Twin-Spool Turbofan：進氣後由風扇分流，核心氣流依序通過壓縮機、燃燒室、渦輪與排氣段；再指出高、低壓轉子各由對應的渦輪帶動，且彼此以同心軸獨立旋轉。比較 Turbojet 時，抓住「較大的空氣質量流率、較低的噴流速度」這項核心差異，說明其如何帶來推力與效率優勢。

往復式發動機則依功能分為本體、供油與點火三部分，逐一列出典型元件。

（一）Twin-Spool Turbofan 的基本構造與性能優勢

基本構造

Twin-Spool Turbofan 具有兩組可獨立旋轉的轉子，分別稱為低壓轉子與高壓轉子：

1. 低壓轉子（N1）：通常由低壓壓縮機（或風扇）及低壓渦輪構成，兩者以低壓軸連接。風扇負責吸入大量空氣，其中一部分進入核心機，另一部分沿核心機外側的涵道流動，形成旁通氣流。
2. 高壓轉子（N2）：由高壓壓縮機與高壓渦輪構成，兩者以高壓軸連接。高壓渦輪從燃氣取得能量，帶動高壓壓縮機。
3. 核心機固定部件：包括進氣道、燃燒室、排氣段及相關機匣、支架等。核心氣流依序經過壓縮、燃燒與膨脹做功，最後排出。
4. 同心軸配置：高、低壓軸通常採同心配置，使兩組轉子可用不同轉速運轉，彼此不必維持相同轉速。

依發動機型式，風扇氣流可在核心機前方分流，並由涵道排氣口排出；核心排氣與旁通氣流也可在排氣系統中混合或分別排出。

相較 Turbojet 的性能優勢

渦輪扇發動機由風扇推動大量旁通空氣，總推力可概念化表示為：

其中 $\dot{m}$ 為推進氣流的質量流率，$V_e$ 為排氣速度，$V_0$ 為飛行速度。渦輪扇可藉由增加被加速空氣的質量流率、降低排氣速度來產生推力；渦輪噴射發動機則主要依靠較少的核心氣流以較高速度排出。

因此，渦輪扇相較 Turbojet 的主要優勢為：

• 亞音速巡航推進效率較高：以較大的空氣質量流率、較小的速度增量產生推力，減少噴流動能損失。
• 燃油經濟性較佳：在相同推力需求下，通常可降低燃油消耗。
• 噪音較低：風扇旁通氣流降低了整體排氣噴流速度，通常可減少噴流噪音。