113 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
第 一 題30 分
航空界已發展許多技術以符合乾淨航空器概念。在航空器結冰的天候情況下,不論使用何種除冰和防冰技術,航空界一致認為,確保飛航作業安全之主要方式是起飛前,由目視或接觸檢查航空器重要表面是否乾淨。
除/防冰後檢查必須於實施地面除/防冰作業後立即進行。除/防冰後檢查表須列出依據機型設計所須檢查之區域,並至少應包含製造商建議之所有項目。一般應包含哪些項目,請詳述之。
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核心觀念
本題考查「乾淨航空器(Clean Aircraft)」觀念,以及地面除冰/防冰完成後的檢查範圍。航空器表面只要有霜、冰、雪或雪泥等污染物附著,就可能改變翼面氣流,降低升力、增加阻力,並影響操縱特性,因此起飛前必須確認重要表面潔淨。
除/防冰後檢查(Post-deicing/anti-icing check)應由合格人員依航空器機型與製造商建議執行,並於地面除/防冰作業後立即進行。檢查表至少應涵蓋製造商建議的項目;下列通用項目仍須依個別機型設計調整。
解題方法
題幹已指出檢查範圍取決於航空器設計,並要求列出「一般應包含哪些項目」。作答時以機體由前至後、由外部操縱面至動力與感測設備逐項整理,並說明檢查目的:確認重要表面無附著污染物,且進氣口、排氣口、通氣口及探測器沒有被堵塞或覆蓋。
一般檢查項目
- 機翼:前緣、後緣,以及上、下表面。
- 垂直與水平安定面:前緣、上、下表面及側板。
- 增升裝置:例如前緣縫翼,以及前緣或後緣襟翼。
- 擾流板與減速板。
- 所有操縱面及操縱面平衡艙:確認表面無污染,相關活動或平衡區域亦無冰雪堆積。
- 螺旋槳:確認葉片無污染物附著。
第 二 題25 分
請試述渦輪風扇發動機主要組成部分的名稱及工作原理。
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核心觀念
本題考查渦輪風扇發動機(turbofan engine)的主要組成與各部件如何依序將燃料的化學能轉為推力。作答時,先按氣流方向說明部件,再補充核心氣流與旁通氣流的分流、匯流及作功過程。
渦輪風扇發動機的推力來自兩股氣流:一股流經核心機,經燃燒與渦輪作功後排出;另一股由風扇帶動,沿核心機外側的旁通道流動。風扇通常加速大量空氣,因此渦輪風扇發動機能以較大的空氣質量流率、較小的速度增量產生推力。
主要組成與工作原理
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進氣道(Inlet) 將外界空氣導入發動機,並使氣流平順、均勻地到達風扇或壓縮機。飛行速度較高時,進氣道也會使部分氣流減速,將動能轉換為壓力。
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風扇(Fan) 由低壓渦輪帶動,對進入發動機的大量空氣作功。空氣經風扇後分成核心氣流與旁通氣流:核心氣流進入核心機,旁通氣流則經旁通道流向後方。風扇加速兩股氣流,是渦輪風扇發動機推力的重要來源。
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壓縮機(Compressor) 核心氣流依序通過低壓壓縮機與高壓壓縮機(部分機型的構型或級數不同)。轉子葉片對空氣作功,定子葉片則整流並將部分速度能轉換為壓力能,使空氣壓力與溫度提高,為燃燒作準備。
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燃燒室(Combustor) 將燃油噴入高壓空氣中並點火燃燒,使氣體溫度與能量大幅提高。燃燒室須使燃燒穩定,並以適當方式控制氣流,讓高溫燃氣能有效進入渦輪。燃燒過程主要增加氣體能量,不以大幅提高氣體壓力為目的。
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渦輪(Turbine) 高溫燃氣通過渦輪時膨脹,推動渦輪轉子旋轉。渦輪經由軸系帶動壓縮機及風扇;一般而言,高壓渦輪帶動高壓壓縮機,低壓渦輪帶動風扇及低壓壓縮機。渦輪從燃氣中取出一部分能量供發動機內部作功,其餘能量則由排氣系統轉為推力。
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排氣系統與噴嘴(Exhaust system and nozzle) 核心氣流經渦輪後由核心噴嘴排出;旁通氣流則由旁通噴嘴排出,或依機型設計與核心排氣混合後排出。噴嘴將氣體壓力能轉換為速度,使氣流向後加速,依動量反作用產生向前推力。
解題方法
第 三 題25 分
請試述飛機結構損傷一般分為哪幾類?常用的檢查方法有哪些?
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核心觀念
本題考查飛機結構損傷的主要來源,以及如何依損傷特性選擇檢查方法。答題時可先分類,再說明各方法的適用範圍。飛機結構損傷常見類別包括:
- 疲勞損傷:結構長期承受反覆載荷,可能在應力集中處形成疲勞裂紋;裂紋未必能從表面直接看見。
- 腐蝕損傷:金屬與環境作用造成材料劣化,例如表面腐蝕、點蝕、縫隙腐蝕、異種金屬接觸腐蝕,以及應力腐蝕裂紋。
- 意外或使用損傷:操作、維修或外物造成的撞擊、凹陷、刮傷、切口、穿孔、過載變形等,也包括雷擊、冰雹或鳥擊等外力造成的損傷。
- 製造或修理缺陷:例如裂紋、孔位或加工缺陷、接合不良、分層,以及修理施工不當。
- 材料與接合劣化:例如複合材料分層、脫膠、纖維破損,以及緊固件鬆動、磨耗或接合面劣化。
實際維修檢查須依航空器維護手冊、結構修理手冊(SRM)及適用的檢查程序,判定損傷範圍、程度與處置方式。
解題方法:依損傷特性選檢查法
先以目視檢查找出異常位置,再按材料種類、損傷深度、形狀及可接近性,選擇更敏感的檢查方法。外觀可見的變形或腐蝕通常先做目視與尺寸量測;疑似裂紋或內部缺陷則使用適當的非破壞檢查(NDT/NDI)。
一般檢查方法
- 目視檢查(Visual Inspection):最基本、使用最廣的方法。檢查表面裂紋、腐蝕產物、漆層起泡、緊固件鬆動、凹陷、刮傷及變形。可搭配照明、放大鏡、反射鏡或內視鏡;必要時須拆除面板或清除遮蔽物。
- 滲透檢查(Liquid Penetrant Inspection):利用滲透液進入表面開口缺陷,適合檢查非多孔材料的表面裂紋;不能檢出未延伸至表面的內部缺陷。
- 磁粒檢查(Magnetic Particle Inspection):適用於鐵磁性材料,可檢查表面及近表面裂紋;
第 四 題20 分
請試述一般正常航班載重平衡的工作流程為何?
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核心觀念
載重平衡(Weight and Balance)作業的目的,是確認每一航段的實際裝載重量、分布位置及重心符合該機型核准的限制,並將正確的載重與平衡資料交給機長,供飛航性能計算與配平使用。
重量計算通常依航空器核准的載重平衡資料、營運人手冊及機型程序辦理,核心關係為:
實務上可能使用力臂、重心百分比平均氣動弦長(%MAC)或機型專用的指數系統計算;實際操作須遵循該機型核准資料,不能任意套用其他機型的數值。
解題方法:一般正常航班的工作流程
可依「預配、確認實際載重、計算與發布、裝載核對、機長接受、保存紀錄」的順序說明。
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取得航班與航空器資料 確認航班號、航段、航空器註冊號與機型構型,並取得適用的基本空機重量、重心資料、座艙及貨艙配置、重量限制和機型專用載重平衡程序。
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進行預配與初步計算 根據訂位或預估旅客人數、行李、貨物、郵件及預定燃油資料,初步安排旅客與貨物的艙位、貨艙或貨盤位置。檢查各艙區、貨艙及地板的裝載限制,並預估零燃油重量、起飛重量、落地重量及重心位置。 若預估重量或重心超限,應調整裝載分布或載量,再重新計算。
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接收關艙與實際裝載資料 旅客登機、行李與貨物裝載完成後,取得實際旅客人數、座位分布、行李與貨物重量及位置、郵件、燃油量等關艙資料。轉機旅客或貨物、特殊旅客、機組人員及其他影響載重平衡的項目,也須依營運人程序納入計算。
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完成最終載重平衡計算 以航空器基本重量及重心資料為基礎,加入實際旅客、行李、貨物、郵件、燃油等重量與其位置,計算最終重量與重心。