115 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

（一）尾旋翼系統的功能（8 分）

核心觀念

主旋翼旋轉時，機身會受到方向相反的反扭矩。若不抵銷此力矩，機身便會繞主旋翼軸線反向旋轉。尾旋翼系統的主要功能，是產生側向推力以抵銷主旋翼反扭矩，並提供偏航控制。

功能說明

1. 抵銷主旋翼反扭矩：尾旋翼產生的推力作用於尾部，形成與主旋翼反扭矩相反的力矩，使機身在懸停或飛行時保持航向穩定。
2. 控制偏航與航向：駕駛員透過方向舵踏板改變尾旋翼推力，使直升機機頭向左或向右偏轉；需要改變方向時，則調整推力以產生所需的偏航力矩。
3. 配合飛行狀態調整：主旋翼扭矩會隨發動機輸出、總距及飛行狀態改變，因此尾旋翼推力也須相應調整。一般而言，尾旋翼推力越大，抵銷反扭矩的能力越強。

解題技巧

作答抓住「抵銷反扭矩、控制偏航」兩項主功能，再補充尾旋翼推力與作用力臂形成力矩的關係，即可完整說明。尾旋翼不是用來提供主要升力的旋翼。

（二）典型尾旋翼系統的主要元件及功能（12 分）

核心觀念

典型尾旋翼系統由動力傳遞、尾旋翼推力產生、變距控制及結構支承等部分構成。各機型配置不同，以下列出常見元件與其基本功能。

主要元件與功能

核心觀念

本題考查旋翼機依旋翼配置與推進方式所作的分類，以及各型在升力、反扭矩、操縱和性能上的差異。四種主要類型可按主旋翼配置分為單旋翼、縱列雙旋翼、共軸雙旋翼及交錯雙旋翼；若再依是否配置其他推進裝置，則有複合式旋翼機。

題目所稱「四種類型」通常指下列四種旋翼配置：

1. 單旋翼式（single-main-rotor）
2. 縱列雙旋翼式（tandem-rotor）
3. 共軸雙旋翼式（coaxial-rotor）
4. 交錯雙旋翼式（intermeshing-rotor，又稱 synchropter）

解題方法

先辨認各型主旋翼的數量、位置與旋轉方向，再說明其扭矩平衡方式及飛行特性：

• 一具主旋翼：需另有反扭矩裝置。
• 兩具主旋翼：觀察兩旋翼是前後排列、同軸上下排列，或左右分置且旋翼面交錯。
• 複合式設計：除旋翼外，另加入機翼或推進器，分擔升力或前進推力。

（一）四種主要類型名稱

1. 單旋翼式
2. 縱列雙旋翼式
3. 共軸雙旋翼式
4. 交錯雙旋翼式

（二）各類型的功能特性

1. 單旋翼式

以一具主旋翼提供主要升力與操縱力矩。主旋翼旋轉時，機身會受到方向相反的反扭矩，因此須配置尾旋翼或其他反扭矩裝置，例如涵道尾旋翼或噴流反扭矩系統。此型結構與操作概念成熟、應用廣泛，但尾旋翼會消耗部分引擎功率，也增加尾桁及尾部系統的維護需求。

2. 縱列雙旋翼式

兩具主旋翼分別安裝於機身前、後，並以相反方向旋轉，使兩旋翼的反扭矩互相抵銷，通常不需要尾旋翼。

核心觀念

主旋翼軌跡校正（blade tracking），是檢查旋翼旋轉時，各片旋翼葉尖所經過的相對路徑，並調整至符合該機型維修手冊規定的容許範圍。理想狀態下，各片葉片在相同方位角通過時，葉尖高度相近，形成一致的旋翼尖端軌跡面（tip-path plane）。

本題重點是區分「軌跡」與「平衡」：軌跡檢查葉片是否沿相近路徑旋轉；平衡則處理旋轉系統的質量分布與振動。兩者常在旋翼振動排除時一併檢查，但不是同一項工作。

（一）主旋翼軌跡校正的目的

1. 使各片葉片的葉尖軌跡一致：減少葉片間的高度差，避免旋翼形成過大的軌跡分離。
2. 降低旋翼與機身振動：葉片軌跡不一致會造成升力與氣動負載週期性變化，增加機身振動。
3. 減少結構與零件負荷：降低旋翼頭、桅桿、傳動系統及機身承受的交變載荷，減緩疲勞與磨耗。
4. 改善飛行品質：降低振動造成的操縱不適、噪音及乘員不適。
5. 維持安全與性能：依機型維修手冊校正，使旋翼系統在指定運轉狀況下符合規範。

（二）常見的主旋翼軌跡量測方法及原理

1. 標旗法（flag-and-pole method）

原理：​利用固定在旋翼葉尖高度附近的標旗或軟質標記面，記錄各片葉尖通過時留下的位置，再比較葉片間的相對高度。

量測方式：

1. 在每片葉片的葉尖處，以粉筆或油性蠟筆標上不同顏色或識別記號。
2. 將標旗固定在適當位置，使旋翼運轉時，各葉片葉尖能依程序接觸或留下標記。
3. 依標記的高低位置辨認各片葉片的軌跡；標記分散或高度差過大，表示葉片未在相近軌跡上運轉。
4. 依該型旋翼系統的維修程序調整，並重新量測確認。

特性與注意事項：​此法原理直接、設備簡單，適合基本的地面軌跡檢查；量測時須依維修手冊規定操作，並確保人員與設備位於安全位置。葉片標記須能清楚辨識，否則容易混淆各片葉片的結果。

2. 頻閃燈法（stroboscopic tracking）

核心觀念

本題考查直升機主旋翼系統的基本構造，以及依旋翼葉片與旋翼頭的連接和作動方式所作的分類。主旋翼需將引擎輸出的扭矩轉化為升力，並讓旋翼葉片能依飛行狀況改變槳距，或適應拍動、擺振等運動。

解題方法

先列出主旋翼系統的主要構件，再依葉片相對旋翼頭的自由運動方式分類。判斷重點是葉片能否拍動（上下運動）、擺振（前後運動），以及這些運動由鉸鏈、彈性構造或材料撓曲提供。

（一）主旋翼系統的主要構件

主旋翼系統通常包括：

1. 主旋翼頭（旋翼轂）：連接旋翼軸與各旋翼葉片，傳遞扭矩及氣動載荷。
2. 旋翼葉片：旋轉時產生升力；其槳距可依操縱輸入改變。
3. 旋翼軸（主軸）：將傳動系統的旋轉動力傳至旋翼頭。
4. 變距機構：包括變距連桿、變距臂及變距軸承等，將操縱動作傳至葉片，使葉片槳距改變。
5. 旋翼控制機構：主要包括斜盤及其連桿。斜盤的升降控制總距，傾斜則控制週期變距，使旋翼盤升力大小或方向改變。

實際構型會因機型而異；有些構件由其他機構整合或採用不同設計，但上述項目足以說明主旋翼系統的基本功能組成。

（二）主旋翼的三種類型及其特點

1. 鉸接式旋翼（Articulated Rotor）

葉片透過旋翼頭上的鉸鏈與旋翼頭連接，通常具有三種運動自由度：

• 拍動（flapping）：葉片上下擺動，以適應前進飛行時旋翼盤兩側的升力差。
• 擺振（lead-lag）：葉片沿旋轉方向前後擺動，以適應拍動造成的慣性與科氏力效應。
• 變距（feathering）：葉片繞自身縱軸轉動，改變槳距。

（一）Basic Empty Weight 與 Licensed Empty Weight

核心觀念

本題考查旋翼機重量與平衡計算的起算重量，以及「空重」中引擎、傳動系統滑油的計入方式。

定義與差異

Basic Empty Weight（基本空重）：標準旋翼機、選裝設備、不可用燃油，以及各項操作液體的重量總和；操作液體包括引擎滑油、傳動系統滑油，以及該機型所需的液壓油。引擎與傳動系統滑油按滿量計入。

Licensed Empty Weight（登記空重／執照空重）：與基本空重大致相同，但引擎及傳動系統滑油只計入無法排出的殘油，不包含滿量滑油。其他項目仍須依該機型的重量與平衡資料認定。

兩者的主要差異是引擎及傳動系統滑油的計入量：

解題方法

先辨認題目所採用的空重名詞，再核對該重量是否已包含滿量滑油。若機身資料列的是 Licensed Empty Weight，計算起飛重量時須將尚未計入的引擎及傳動系統滑油重量加上：

若資料列的是 Basic Empty Weight，則依重量與平衡資料中已包含的項目計算，避免把已計入的滑油重複加算。

解題技巧與常見陷阱

記憶重點是：Basic 包含滿量滑油；Licensed 只含無法排出的殘油。 常見錯誤是看到 Licensed Empty Weight 後，仍直接加上乘員、燃油與貨物，卻漏掉尚未計入的滑油重量；另一種錯誤則是使用 Basic Empty Weight 時又重複加算滿量滑油。