110 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

本題考查旋翼系統的振動方向與成因，以及槳葉的重量平衡。判斷時要分清：

• 槳葉軌跡（track）不一致：槳葉旋轉時未通過同一平面，造成各槳葉升力不均，常引起垂直方向振動。
• 旋翼重量不平衡（balance）：旋轉質量分布不均，造成離心力不平衡，常引起橫向振動。
• 重量平衡與動態平衡不同：重量平衡著重槳葉及旋翼組件的質量與重心分布；動態平衡則在旋轉狀態下量測振動，依機型維修手冊調整配重或其他設定。

振動方向與成因可作為故障判斷線索，但實際檢修仍須依該機型維修手冊執行，不能只憑振動感覺直接調整。

解題方法

先把題目分成兩部分：

1. 依振動方向說明垂直振動與橫向振動的典型成因。
2. 依槳葉靜態重量平衡的程序，交代量測、比較與修正；並說明重量平衡完成後，仍須確認軌跡與動態平衡。

（一）旋翼機產生垂直震動及橫向震動的主要因素

1. 垂直震動

垂直震動是機身呈現上下跳動或座艙上下顫動，主要因素為主旋翼槳葉軌跡不一致，也就是槳葉尖端未在同一旋轉平面內運轉。

槳葉軌跡不一致時，各槳葉所產生的升力及垂直氣動力不相同。槳葉每轉一圈，這種不均勻力會週期性作用於旋翼頭及機身，因此形成與旋翼轉速相關的振動。軌跡不一致可能與槳葉俯仰設定、槳葉變形、桿件或鉸鏈狀況、減震器狀況等有關，應依機型手冊檢查。

2. 橫向震動

橫向震動是機身或座艙左右方向的顫動，主要因素為旋翼旋轉質量不平衡。常見情形包括：

• 各槳葉重量不同，或槳葉沿翼展方向的重量分布不一致，使旋翼重心偏離旋轉軸。
• 槳葉弦向重量分布不一致，造成旋翼質量分布失衡。
• 旋翼頭、槳葉或相關零件的安裝及狀況異常，造成旋轉時的離心力不平衡。

旋翼旋轉時，偏心質量產生的離心力會週期性傳至機身，形成橫向振動。槳葉軌跡不良也可能伴隨或加重振動，所以診斷時應同時檢查軌跡與平衡，不能只憑振動方向認定單一故障。

（二）旋翼機槳葉的重量平衡作業

重量平衡的目的，是使各槳葉的重量及重心分布符合該機型維修手冊的要求，避免旋轉時出現過大的不平衡力。

作業程序

核心觀念

攻角（Angle of Attack，$\alpha$）是翼型弦線與相對氣流方向之間的夾角。旋翼葉片與定翼機機翼都會因攻角改變而改變升力；攻角增加時，升力通常先增加，直到達到臨界攻角。超過臨界攻角後，氣流分離加劇，升力急遽下降，阻力則大幅增加，形成失速。

旋翼機的旋翼葉片會旋轉，葉片各位置的相對氣流速度不同，且葉片沿半徑方向的局部相對氣流也會隨飛行狀態、旋翼轉速及葉片運動而改變。因此，旋翼機與定翼機的差異，主要在於攻角如何改變，以及旋翼各部位如何維持升力平衡。

解題方法

先從攻角定義切入，再說明攻角改變對升力、阻力與失速的影響；第二小題則比較兩種航空器的攻角控制方式及其氣流條件。

旋翼葉片的幾何安裝角（葉片弦線相對旋轉平面的角度）不等於攻角。攻角由葉片弦線與局部相對氣流方向共同決定，可概念性表示為：

其中 $\theta$ 為葉片幾何安裝角，$\phi$ 為局部相對氣流角。改變葉片安裝角會改變攻角；相對氣流方向改變，即使安裝角不變，攻角也會改變。

（一）攻角的定義及改變所造成的影響

攻角是翼型弦線與相對氣流方向的夾角。相對氣流方向是空氣相對於翼型流動的方向；它不必與航空器或葉片的運動方向完全相同。

在其他條件相同時，攻角增加會使升力係數增加，升力通常隨之增加。當攻角接近臨界攻角，翼面上方氣流開始大量分離；超過臨界攻角後，升力係數下降、阻力急增，翼型進入失速狀態。攻角減少則通常使升力降低。

因此，攻角的影響可整理如下：

• 攻角增加、未達臨界值：升力通常增加，阻力也會增加。
• 攻角達臨界值或超過臨界值：氣流分離加劇，升力下降，阻力大幅增加，發生失速。
• 攻角減少：升力通常降低；若升力不足以支撐所需飛行狀態，航空器會下降或需以其他方式補足升力。

（二）旋翼機與定翼機攻角改變的不同

定翼機

核心觀念

旋翼機載重與重量平衡的核心，是確認航空器在地面、起飛及降落等不同階段的重量，均不超過飛機手冊或旋翼機飛行手冊所列的限制；同時，載重後的重心也須落在允許範圍內。重量合格不代表重心一定合格，兩者須分別檢查。

解題方法與重量定義

可依「航空器本身重量 → 可用載重量 → 各操作階段重量」的順序說明：

1. 基本空重（Basic Empty Weight, BEW） 旋翼機完成基本裝備後的重量，通常包含機體、發動機、固定設備及不可用燃油、必要液體等；實際包含項目依該機型手冊定義。它是載重計算的起點。

2. 有效載重（Useful Load） 最大允許重量與基本空重之差，代表可供裝載人員、燃油、行李及其他任務裝備的重量。

$\text{有效載重}=\text{最大允許總重}-\text{基本空重}$

3. 最大允許總重（Maximum Gross Weight／Maximum Allowable Weight） 航空器在規定操作條件下所允許的最大重量。此限制依機型及操作狀態而定，須以該型旋翼機的核准手冊為準。

4. 滑行重量（Ramp Weight／Taxi Weight） 旋翼機在地面滑行或起飛前的重量，包含起動、滑行等地面操作所需燃油。因滑行期間會消耗燃油，滑行重量可略高於最大起飛重量，但不得超過該機規定的最大滑行重量。

5. 起飛重量（Takeoff Weight） 旋翼機開始起飛時的重量，通常等於滑行重量扣除起動及滑行消耗的燃油。起飛重量不得超過最大起飛重量，也須符合重心限制。

6. 降落重量（Landing Weight） 旋翼機著陸時的重量，通常由起飛重量扣除飛行中消耗或排放的燃油等重量而得。降落重量不得超過最大降落重量。

核心觀念

**旋轉軌跡（blade tracking）**是指主旋翼各片槳葉旋轉時，槳尖所經過的平面或路徑。各槳葉軌跡不一致會造成振動、噪音與結構負荷增加。

主旋翼軌跡調整主要有兩種方式：

• 調整變距連桿（pitch link）長度：改變單片槳葉的槳距角，主要用於地面或懸停狀態下的軌跡修正。
• 調整配平補片（trim tab）：以專用工具彎折槳葉後緣補片，改變氣動力矩，使槳葉在飛行中上升或下降，常用於修正前飛狀態下的軌跡偏差。

實際採用哪種方法、調整方向與幅度，須依該型機的維修手冊辦理。

解題方法

本題分成兩個層次作答：第一小題列出可用的調整機構；第二小題說明使用配平補片前，如何確認偏差、排除其他原因並記錄原始狀態。配平補片屬於細部調整，不宜用來掩蓋變距連桿設定錯誤、槳葉損傷或旋翼系統異常。

（一）主旋翼葉片旋轉軌跡之調整方式

1. 調整變距連桿長度 依追蹤結果調整連桿，使槳葉槳距角改變，修正各槳葉的旋轉高度。此方法通常用於地面或懸停軌跡的初步調整。

2. 調整配平補片 使用該型機規定的補片彎折工具，依手冊要求彎折補片，利用補片造成的氣動力矩修正槳葉飛行軌跡，常用於前飛時的軌跡調整。

調整完成後，須依維修手冊重新執行追蹤檢查；不可僅憑一次調整就判定完成。

核心觀念

本題考查兩項非定期維護觀念：旋翼機發生重落地後，必須確認衝擊是否造成結構、起落架、旋翼系統或傳動系統損傷；發動機清洗則是依污染環境、性能狀況及原廠規定執行，以減少沉積物造成的腐蝕或性能衰退。

重落地的判定標準與檢查程序依機型維修手冊而異；發動機清洗的方式、間隔及使用清潔劑，也須依發動機原廠維修手冊辦理。檢查項目可依「衝擊由起落架傳至機身，再傳至旋翼與傳動系統」的路徑掌握。

解題方法

（一）重落地後的檢查項目

先檢查直接承受落地衝擊的部位，再沿受力路徑檢查結構、旋翼與傳動系統，並確認操縱及相關系統功能。作答可列出下列項目：

1. 起落架與吸震裝置：檢查滑橇、輪式起落架、支柱、減震器、輪胎及固定接點有無彎曲、裂紋、變形、滲漏、鬆脫或異常磨耗。
2. 機身與結構：檢查機身、機腹、地板、隔框、縱樑、接頭及起落架安裝處有無裂紋、凹陷、永久變形、鉚釘或螺栓鬆脫。
3. 主旋翼系統：檢查主旋翼葉片、槳轂、鉸鏈、連桿及相關接頭有無損傷、變形、裂紋或異常間隙。
4. 旋翼傳動系統：檢查主減速箱、傳動軸、聯軸器及安裝座有無位移、裂損、鬆動、異常磨耗或油液滲漏。
5. 尾旋翼與尾桁：檢查尾旋翼、尾旋翼傳動軸、尾桁及其接合部位，確認無碰撞、變形、裂紋或傳動異常。
6. 操縱系統與相關設備：檢查飛行操縱連桿、控制索、接頭及固定點是否受損或卡滯；並依機型手冊檢查燃油、液壓及其他受衝擊影響的系統。
7. 後續檢查與紀錄：依維修手冊執行規定的量測、功能測試或試車，記錄檢查結果；未確認適航前，不得逕行放行。