108 高普考普通考試 航空器維修 旋翼機基本維修概要 考古題詳解

核心觀念

本題考旋翼機稱重時的水平校正與重心計算。空重由各支撐點的磅秤讀數相加；重心位置則以各讀數對基準面的力矩總和，除以總重量：

橫向以機身中心線為基準，左側為負、右側為正。圖示的垂線與校平板十字線用來判讀水平狀態。

（一）水平狀態與校正方式

圖中垂球尖端對準校平板的十字中心，表示旋翼機在縱向與橫向均已水平。

若稱重地點不變，應使用頂升設備在前、後及左右頂升點調整旋翼機高度；逐步升降各頂升點，直到垂球尖端回到校平板十字中心，再進行稱重。稱重時應維持此水平狀態。

（二）空重、重心位置與允許範圍

依題目過磅資料，前方左右磅秤的縱向力臂均為 $+60''$，後方磅秤的縱向力臂為 $+210''$。橫向力臂則分別為左前 $-25''$、右前 $+25''$、後方 $0''$。

1. 空重

題目註明稱重時含不可用燃油及滑油，因此這 $2,100$ lb 即為題目所稱的空重；電子磅秤已在頂升設備就位時歸零，無須另扣皮重。

2. 縱向重心

縱向力矩總和為：

因此：

3. 橫向重心

核心觀念

本題評量考生對民航與旋翼機修護基礎標準——「美國航空運輸協會第 100 號規範」（Air Transport Association Specification 100，簡稱 ATA 100，現已整併演進為 ATA iSpec 2200）之編排架構理解程度。核心觀念包含兩大主軸：

1. AMM 之三層式章節架構（Chapter-Section-Subject System）：技術手冊以三組雙位數字代碼（格式為 $XX-YY-ZZ$）精確定義系統（Chapter）、子系統（Section）與個別組件／單元（Subject）。
2. 標準頁碼區間配置（Standard Page Block Numbering System）：ATA 100 為避免手冊在跨機型、跨原廠時資訊混亂，強制將 AMM 每一 Subject（單元）內的維修資訊按照固定百位數「頁碼區塊」（Page Blocks）劃分，使維修人員能直覺透過頁碼範圍判斷該頁的資訊類型。

解題方法

申論切入點採「先架構、後細節、再檢索」的三段式論述：

1. 破題界定編號架構：說明每一子系統在 AMM 中如何以三段式代碼（Chapter-Section-Subject）定位。
2. 條列頁碼對照標準表：依 ATA 100 規範，依序自 1～99 寫至 801～899，完整列出九大修護主題之頁碼範圍、英文全名與中文修護內容實質定義。
3. 闡明查詢與檢索機制：說明技術人員現場查詢時，如何利用章節編號、頁碼區塊、有效頁清單（List of Effective Pages, LEP）及暫時性修訂（Temporary Revision, TR）精確索引用紙。

修護資訊內容與頁碼範圍深入分析

ATA 100 將每一 Subject 的修護資訊依工作性質劃分至專屬頁碼區間（Page Blocks），各區間之涵蓋內容與工程實務定義如下：

1. 頁碼 1 ～ 99：系統描述與作動原理（Description and Operation, D&O）

• 涵蓋內容：介紹該子系統或組件之實體構型、功能、安裝位置、基本規格、運作原理、控制迴路及系統交互作用邏輯。提供管路走向圖、方塊圖與結構示意圖，供修護人員建立系統性概念。

2. 頁碼 101 ～ 199：故障隔離與排除（Fault Isolation / Troubleshooting）

• 涵蓋內容：針對系統之故障徵兆（Symptoms）提供邏輯故障診斷樹狀圖（Logic Trees）、故障碼（BITE / Fault Codes）交叉比對表與確認程序，引導維修人員由外而內逐步縮小故障範圍，隔離失效組件。

3. 頁碼 201 ～ 299：綜合修護實務（Maintenance Practices）

• 涵蓋內容：針對結構單純或小型組件，將簡易之保養、拆裝、測試整併於同一章節之實務程序。若該系統較為複雜，則會直接拆分至 301 以後之獨立頁碼專題。

4. 頁碼 301 ～ 399：勤務支援與保養（Servicing）

• 涵蓋內容：日常及定期維護保養作業程序，包括滑油／液壓油充填與更換、黃油潤滑點（Grease Lubrication）、高壓氣體（氮氣）充填、消耗性液體排污與防護保養週期。

5. 頁碼 401 ～ 499：拆卸與安裝（Removal and Installation, R&I）

• 涵蓋內容：組件之實體拆卸與重新安裝標準作業程序（SOP）。詳列所需特殊工具（Special Tools & Ground Support Equipment）、拆裝前後之安全防護措施（Lockout / Tagout、斷開斷路器）、緊固件拆卸順序與安裝定位要求。

6. 頁碼 501 ～ 599：調整與測試（Adjustment and Test）

• 涵蓋內容：組件安裝後的幾何調校、行程校正（Rigging）、洩漏測試、操作測試（Operational Check）與功能性測試（Functional Check），並載明合格之容許公差與判定數據。

7. 頁碼 601 ～ 699：檢查與檢驗（Inspection and Check）

• 涵蓋內容：目視檢查（Visual Check）、儀器檢測、非破壞檢驗（NDT）之標準。列出組件最大容許磨損限度（Wear Limits）、腐蝕等級、間隙餘隙範圍，判定組件為「堪用（Serviceable）」或「報廢／翻修（Reject/Overhaul）」。

8. 頁碼 701 ～ 799：清潔與塗裝（Cleaning and Painting）

核心觀念

本題評量旋翼機（直升機）「主飛行操縱系統（Primary Flight Control System）」與「空氣動力學／旋翼動力學」之基本物理機制。核心觀念包含：

1. 主要飛控主件功能定位：辨識控制垂直升降（垂直軸向運動）與水平前後（俯仰軸向／縱向運動）之座艙操作構件。
2. 傾斜盤傳動原理（Swashplate Assembly）：

• 集體運動（Collective Motion）：傾斜盤整體同步沿主旋翼軸垂直平移。
• 週期運動（Cyclic Motion）：傾斜盤繞萬向軸傾斜，並透過 $90^\circ$ 陀螺進動相位滯後（Phase Lag）實現指向控制。

3. 空氣動力與向量分解：旋翼總推力（Total Rotor Thrust, $T$）與升力公式 $L = \frac{1}{2} \rho V^2 S C_L$ 之關係，以及推力向量在空間中的方向分解。
4. 旋翼轉速（$N_R$）平衡機制：阻力變化（Profile & Induced Drag）與旋翼轉速下墜（Rotor Droop），以及調速器（Governor）或發動機燃油關聯機構（Correlator）之介入補償。

解題方法

本題為標準的 25 分問答申論題，採「雙主件對稱式結構法」切入，分為兩大主軸、四大面向進行結構化論述：

• 切入軸線：區分為「升降運動（集體變距桿）」與「前後運動（循環變距桿）」。
• 縱向展開：針對各主件依序回答：

1. 座艙操作主件名稱。
2. 控制操作方式與機械傳動途徑。
3. 空氣動力與旋翼力學原理（含傾斜盤作動與相位差）。
4. 對旋翼升力（大小與方向）的具體影響。
5. 對旋翼轉速（$N_R$ 與阻力負載平衡）的動態影響與系統補償。

選項分析（問答要點剖析）

本題為申論問答題，命題核心包含四項評判要點（評分指標）：

• 要點一：操作主件指認（配分約 4 分）
• 升降運動對應主件：集體變距桿（Collective Pitch Lever / Control）。
• 前後運動對應主件：循環變距桿（Cyclic Pitch Stick / Control）。
• 要點二：控制方式與傳動機構（配分約 7 分）
• 須明確說明桿件的機械移動如何轉換為「傾斜盤（Swashplate）」之垂直升降（集體變距）或前後俯仰傾斜（循環變距）。
• 要點三：空氣動力與物理原理（配分約 7 分）
• 集體變距：所有葉片安裝角同時、等量改變，改變全盤 $C_L$。
• 循環變距：葉片旋轉一週中螺距呈現正弦波式週期變化，搭配旋翼氣動／陀螺進動之 $90^\circ$ 相位滯後（Phase Angle），使旋翼尖徑跡面（Tip-Path Plane, TPP）向前或向後傾斜。
• 要點四：對升力與轉速之影響分析（配分約 7 分）
• 升力分析：區分「總升力數值大小改變」與「升力向量傾斜／有效平移升力（ETL）效應」。
• 轉速分析：分析氣動阻力變化對旋翼轉速（$N_R$）造成的衝擊（如提桿阻力劇增導致轉速跌落），並點出調速器（Governor）或機械連動裝置（Correlator）維持定轉速之機制。

解題技巧

1. 避免遺漏「轉速影響」：考生常只答出升力增減，卻忽略螺距增大會引發氣動阻力驟增，進而造成旋翼轉速（$N_R$）有下降趨勢（Engine Droop）。作答時務必點出調速器（Governor）在此處的自動補油補償。
2. 切記相位角（Phase Lag）：解釋循環變距原理時，不可只寫「推桿傾斜盤往前」，必須提到「葉片變距最大點在旋轉方位角（Azimuth）橫向處，受陀螺效應與空氣動力滯後約 $90^\circ$，使最大撲動（Flapping）反應在正前方／正後方」，方可展現專業深度。
3. 向量思維：前後運動的本質不是「產生額外推力」，而是將「旋翼總推力向量向前傾斜」，因而水平分量驅動前進、垂直分量暫時縮小。

【答案】

一、 控制旋翼機「升降運動」之操作主件、原理與影響

1. 操作主件

• 集體變距桿（Collective Pitch Control / Lever），通常位於駕駛座左側，並與發動機油門／調速系統相連。

核心觀念

游標卡尺讀數由「主尺讀數」加上「游尺讀數」組成：

英制主尺每一小格為 $0.025$ 英吋；英制游尺的 25 格長度等於主尺 24 格，因此每格游尺比每格主尺短 $0.001$ 英吋，游尺精確度為 $0.001$ 英吋。

（一）英制精確度

英制游標卡尺的精確度為 $0.001$ 英吋。

（二）量測前應注意事項

• **清潔量測面與工件：**擦去油污、灰塵及金屬屑，確認量測面與工件沒有毛邊或異物，以免影響讀數或刮傷量測面。
• **檢查卡尺狀況：**確認量爪、尺身及游尺沒有磨損、變形、缺口或鬆動；確認卡尺仍在有效校驗期限內。
• **檢查零點：**輕合量爪，確認兩測量面貼合且讀數為零。若不為零，應記錄零點誤差並依程序處理，不能直接把讀數當成實際尺寸。
• **確認量測面與工件位置：**依量測項目選用外量爪、內量爪或深度尺；量爪應平貼工件，並與待測尺寸方向垂直，避免斜量。