112 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

112 年・民航特考・三等・適航檢查
試題代碼 民用航空器及發動機系統

第 一 題25 分

民用航空飛機文件中有哪些紀錄是必須永久保存?

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核心觀念

本題考航空器維護紀錄的保存期限。以命題當年(民國 112 年)法規為準,依《航空器飛航作業管理規則》第 322 條及附件三十一,航空器維護紀錄分為兩類:一般維護工作紀錄,以及隨航空器保存、出售時一併移轉的持續適航狀態紀錄。

題目所稱「永久保存」,應掌握為紀錄隨航空器保存並於出售時移轉,使其持續記錄航空器的使用與適航狀態;並非所有維護文件都一律無限期保存。

解題方法

先依附件三十一第 3 點區分保存期限:

  • 第 1 點所列的維護、修理、預防性維修、改裝及檢查紀錄,保存至該工作重複執行或被其他工作取代,但至少保存一年。
  • 第 2 點所列的航空器及零組件狀態紀錄,應保存,並於航空器出售時隨機移轉。這類紀錄就是本題問的長期保存紀錄。

應隨航空器保存並移轉的紀錄

  1. 機體、各發動機、螺旋槳及旋翼片的總使用時間。
  2. 機體、各發動機、螺旋槳、旋翼片及設備之年限管制件現況。
  3. 航空器上須定期翻修設備,自前一次翻修後的使用時間。
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第 二 題25 分

(一) 何為飛機鋁合金蒙皮表面陽極化處理(Alodine)?(10 分)

(二) 如何執行飛機鋁合金表面陽極化處理?(15 分)

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(一)Alodine 的意義與核心觀念

題目將 Alodine 稱為「陽極化處理」,但嚴格而言,Alodine(又稱 Alodizing、化學膜處理或鉻酸鹽轉化膜處理)不是電化學陽極氧化。陽極氧化是以鋁件作為陽極,通電使表面生成氧化鋁膜;Alodine 則是以化學藥劑與鋁合金表面反應,生成極薄的化學轉化膜,不需外加電流。

Alodine 的主要目的如下:

  1. 提升耐蝕性:轉化膜使鋁合金表面較不易受腐蝕。
  2. 作為塗裝底層:改善底漆或塗料對鋁表面的附著。
  3. 保留導電性:相較於一般陽極氧化膜,化學轉化膜較薄,適合需要維持電氣接地或導電性的表面處理。
  4. 保護薄板表面:膜層薄,對零件尺寸影響小,但耐磨耗能力不如較厚的陽極氧化膜。

Alodine 是商品名稱之一;此類鋁及鋁合金化學轉化膜常以 MIL-DTL-5541 等規範作為依據。實際使用藥劑、處理時間、溫度及驗收要求,應依飛機維修手冊、製造商程序及適用規範辦理。

(二)鋁合金表面 Alodine 處理程序

1. 確認適用程序並做好防護

先確認零件材質、處理範圍、使用的轉化膜藥劑及飛機維修手冊規定。遮蔽不應處理的區域,並依藥劑安全資料使用適當個人防護具。若是飛機蒙皮局部修復,需避免藥劑流入接縫、電氣設備、液壓系統或其他不允許接觸的區域。

2. 去除塗層、油脂與污染物

移除處理區域原有的漆膜或不相容塗層,再使用適用的清潔劑去除油脂、污垢與其他污染物。清潔後以清水充分沖洗。表面必須潔淨,否則油污會阻礙藥劑均勻反應,造成漏處理或膜層不均。

3. 去除腐蝕產物並整理表面

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第 三 題25 分

(一) 軸流式噴射發動機依空氣流進發動機內部的方向,有哪些主要部件段?(10 分)

(二) 請繪圖並敘述空氣流經各部件段之壓力、溫度及速度等的差異變化。(15 分)

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核心觀念

本題考軸流式噴射發動機的主要部件排列,以及氣流通過各部件時,壓力、溫度和速度如何改變。答題時要先沿氣流方向列出部件,再說明各段的功能與變化趨勢。

以下以一般軸流式渦輪噴射發動機為例。壓力、溫度可分為靜態值與總值;趨勢判斷以總壓、總溫為主,速度則指氣流的絕對速度。各型發動機的實際速度分布會因設計而異。

解題方法

先依氣流方向列出進氣與排氣路徑,再用各部件的能量轉換功能判斷變化:

  • 擴壓器使氣流減速,將部分動能轉為靜壓。
  • 壓縮機由轉子對氣流作功,使壓力、溫度上升。
  • 燃燒室加入燃料並燃燒,使溫度大幅上升;因燃燒與流動損失,總壓略降。
  • 渦輪由高溫燃氣取出能量,帶動壓縮機,因此燃氣壓力、溫度下降。
  • 排氣噴嘴使燃氣膨脹加速,將壓力與熱能轉成噴流動能。

(一)主要部件段

依空氣流入發動機後的方向,軸流式噴射發動機主要包括:

  1. 進氣道(進氣段)
  2. 壓縮機段:包含多級轉子與靜子
  3. 燃燒室段
  4. 渦輪段:包含渦輪導向器與渦輪轉子
  5. 排氣段:包含排氣管及排氣噴嘴

簡要氣流路徑為:

進氣道 → 壓縮機 → 燃燒室 → 渦輪 → 排氣段/噴嘴

(二)部件示意圖與變化

氣流與軸功傳遞示意圖

氣流 →
[進氣道/擴壓器] → [軸流式壓縮機] → [燃燒室] → [渦輪] → [排氣噴嘴] → 高速噴流
 ↑ │
 └── 軸功 ────┘
 帶動壓縮機

各部件段的變化

部件段壓力變化溫度變化速度變化與原因
進氣道/擴壓器靜壓上升;總壓理想上不變,實際因摩擦略降靜溫因減速而上升;總溫理想上不變下降;擴大流通面積,使部分速度能轉為壓力
壓縮機總壓顯著上升總溫上升各級轉子與靜子間會變化;整體出口速度通常維持在設計範圍,並非必然一路增加
燃燒室總壓略降,主要來自燃燒與流動損失大幅上升,為全程最高的溫度區段維持較低速度以穩定燃燒;因燃氣膨脹,局部速度可能改變
渦輪總壓下降總溫下降導向器會使燃氣加速並轉向;渦輪轉子從燃氣取出功,出口速度依級數與設計而變
排氣段/噴嘴靜壓下降,膨脹至接近環境壓力;總壓因損失略降靜溫下降;
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第 四 題25 分

一架空重直升機進行三點秤重之載重平衡檢測,其秤重資料如下:

前方支撐點:重量 2,400 lb2{,}400\ \mathrm{lb},於 +150′′+150'' 基準位置。

右後方支撐點:重量 2,750 lb2{,}750\ \mathrm{lb},於 +290.2′′+290.2'' 基準位置。

左後方支撐點:重量 2,850 lb2{,}850\ \mathrm{lb},於 +290.2′′+290.2'' 基準位置。

直升機空重/重心包絡線圖如下圖:

(一) 請計算該直升機重心位置。(15 分)

(二) 分析重心位置是否在安全範圍?(10 分)

🖼️ 本題原卷含圖表。基於試題來源之版權考量,本站不轉載原卷影像; 題目文字已完整轉錄,圖表請自行參閱考選部公告之試題原檔。

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核心觀念

本題考查三點秤重後之飛機重量與重心計算。

重心位置依力矩平衡原理求得:

CG=∑Wixi∑Wi\mathrm{CG}=\frac{\sum W_i x_i}{\sum W_i}

其中:

  • WiW_i:各支撐點秤得之重量
  • xix_i:各支撐點相對於基準面的力臂位置
  • ∑Wi\sum W_i:直升機空重
  • ∑Wixi\sum W_i x_i:總力矩

題圖為「空重—重心包絡線圖」,須將計算所得之總重量與重心位置代入圖中,判斷該點是否位於安全包絡線內。


解題方法

(一)計算直升機重心位置

1. 計算直升機總空重

W=2,400+2,750+2,850W=2{,}400+2{,}750+2{,}850 W=8,000 lbW=8{,}000\ \mathrm{lb}

2. 計算各支撐點對基準面的力矩

前方支撐點力矩:

Mf=2,400×150=360,000 lb⋅inM_f=2{,}400\times150 =360{,}000\ \mathrm{lb\cdot in}

右後方支撐點力矩:

Mrr=2,750×290.2=797,?M_{rr}=2{,}750\times290.2 =797{,}?

精確計算為:

Mrr=797,?M_{rr}=797{,}?

亦可將後方兩支撐點合併計算:

Wr=2,750+2,850=5,600 lbW_r=2{,}750+2{,}850=5{,}600\ \mathrm{lb} Mr=5,600×290.2=1,625,120 lb⋅inM_r=5{,}600\times290.2 =1{,}625{,}120\ \mathrm{lb\cdot in}

3. 計算總力矩

Mtotal=360,000+1,625,120M_{\text{total}} =360{,}000+1{,}625{,}120 Mtotal=1,985,120 lb⋅inM_{\text{total}} =1{,}985{,}120\ \mathrm{lb\cdot in}

4. 計算重心位置

CG=1,985,1208,000\mathrm{CG} =\frac{1{,}985{,}120}{8{,}000} CG=248.14′′\boxed{\mathrm{CG}=248.14''}
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