110 高普考高考三級 航空駕駛(選試直昇機飛行原理) 載重平衡 考古題詳解
第 一 題25 分
根據諮詢通告（Advisory Circular, AC 43.13-1）中有關航空器重量變化可忽略不計的規定：
- 對於空重介於 – 磅之航空器，其重量變化小於或等於 磅時，可忽略不計。
- 對於空重大於 磅之航空器，其重量變化小於或等於 磅時，可忽略不計。
今有一空重為 磅之航空器，內裝有三具無人飛機，每具無人飛機各重 公斤。試詳細說明依序先後施放此三具無人飛機時，吾人在重量管理上應有的作為。
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核心觀念
本題考查 AC 43.13-1 所列航空器重量變化的「可忽略門檻」，以及連續多次移除物品時，應以每次作業後的累積重量變化判斷，不能只看單次移除的重量。
題目給定空重 磅，屬於「空重大於 磅」的級距，因此重量變化小於或等於 磅時，可忽略不計；超過 磅則不可忽略，須在重量管理紀錄中反映。
解題方法
先將每具無人飛機的重量換算成磅：
再依施放順序計算累積移除重量，並逐次與 磅門檻比較：
| 施放後 | 累積重量變化 | 是否可忽略 | 重量管理作為 |
|---|---|---|---|
| 第 1 具 | 磅 | 可忽略，因 | 暫可不修正空重紀錄 |
第 二 題25 分
某一輕航空器之最大起飛重量為 磅，容許之重心範圍為 – 英吋。今其某航班之重量與力臂表如下，試計算其重心位置，並說明起飛前是否需做重量調整？需如何調整？
| 項目 | 重量（磅） | 力臂（英吋） |
|---|---|---|
| 飛機空重 | ||
| 前排飛行員 | ||
| 後排乘客 | ||
| 行李 | ||
| 燃油 |
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核心觀念
本題考查重量與平衡中的力矩法。力矩等於重量乘以該重量作用位置的力臂；全機重心位置為所有項目的總力矩除以總重量：
力臂以英吋表示，力矩單位為磅－英吋。題目未涉及法條。
解題方法
先分別計算各項力矩，再加總重量與力矩，求出全機重心；最後比較總重量與重心位置是否落在題目給定的限制內。
| 項目 | 重量（磅） | 力臂（英吋） | 力矩（磅－英吋） |
|---|---|---|---|
| 飛機空重 | |||
| 前排飛行員 | |||
| 後排乘客 | |||
| 行李 | |||
| 燃油 |
第 三 題25 分
未來將出現油電混合（Hybrid）之全貨用飛機。若與目前之全貨機相比較，其下列各項將有何種變化？試詳述之。
- 穩定性與操控性。
- 平均空氣動力弦長（MAC）。
- 零油重量（Zero fuel weight）。
- 力矩指數（Moment index）。
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核心觀念
本題考查油電混合（Hybrid）全貨機導入電池、電動馬達及相關設備後，對重量分布與載重平衡的影響。解題關鍵是區分重量、重心位置與機翼幾何：重量增加不代表重心必然前移或後移，重心位置取決於新增設備的重量及其力臂；平均空氣動力弦長則是機翼的幾何量，不由載重平衡直接決定。
載重平衡的基本關係為：
力矩指數（Moment Index）是將力矩除以指定的常數，使數值較易處理；其正負方向及換算方式依個別飛機的載重平衡資料而定。
解題方法
題目沒有提供電池、馬達的重量、安裝位置，也沒有說明機翼是否重新設計，因此不能單憑「油電混合」推定重心或力矩指數一定往前或往後。以下採用合理假設作答：混合動力系統以電池及電動馬達等設備新增重量，設備納入飛機基本空重；飛機的機翼幾何沒有重新設計。重心與力矩指數的變化，則依設備實際安裝位置判斷。
分項說明
1. 穩定性與操控性
穩定性與操控性主要受到重心相對於機翼氣動特性位置的影響，不能只由動力型式判定。
若新增設備使重心前移，通常會增加縱向靜穩定性，但升降舵為配平所需提供的操縱力矩可能增加，操控反應也可能較遲鈍。若重心後移，操縱可能較靈敏，但縱向靜穩定性降低，過度後移時將不利於安全飛行。實際設計須使各重量與載重狀態下的重心均維持在核准範圍內。
混合動力飛機的電池在飛行中不會像燃油一樣因消耗而減重，因此電池本身造成的重量與力矩大致維持固定；若相較傳統飛機減少了燃油重量變化對重心的影響，飛行期間的重心變化可能較小。最終穩定性與操控性仍取決於電池、燃油及貨物的實際配置。
2. 平均空氣動力弦長（MAC）
MAC 是機翼的幾何特性，代表機翼的等效平均弦長。若沿用原有機翼設計，加入電池或電動馬達本身不會直接改變 MAC。
若混合動力系統使機翼重新設計，例如翼型、翼展或平面形狀改變，MAC 才會隨新的機翼幾何而改變。因此，在題目所給資訊下，應以機翼幾何不變為假設，判斷 MAC 維持不變。
第 四 題25 分
2020 年為因應新冠肺炎（COVID-19）疫情造成的搭機旅客數驟減，許多航空公司紛紛將客機暫時改為貨機（如示意圖）。
請說明此時此類飛機置放貨物的空間有幾處？其置物的順序為何？有何特別需要注意之處？試詳述之。
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核心觀念
本題考查客機暫時改載貨物時，如何利用機身內可用空間，並在裝載過程中維持飛機的重量、重心與結構限制。圖示貨物放在客艙內，表示載貨空間除原有貨艙外，也可能包含經核准使用的客艙區域。
以一般客機配置說明，常見有 四處：
- 前貨艙：下層機身前段。
- 後貨艙：下層機身後段。
- 散裝貨艙：下層機身尾段的小型貨物空間。
- 客艙：客艙座椅上，或依核准方式放在客艙地板上。
實際貨艙數量及位置依機型而異；題目未指定機型，因此以上以常見客機配置作答。載貨重量與位置須符合飛機飛航手冊、重量平衡資料及營運人的核准裝載程序。
解題方法與裝載順序
解題時先辨認貨物可放置的區域，再說明裝載順序如何配合重心控制。每一區的載重都會產生力矩：
裝載後的重心位置為：
因此，裝載順序不能只按貨物方便搬運來決定，還要確認每個階段的總重量及重心均在核准範圍內。
一般作業可先裝下層貨艙，再裝客艙；下層貨艙內的前艙、後艙與散裝艙，依該機型的載重平衡表及裝載程序分配。客艙貨物則依核准的區域與限制裝載。這不是所有機型通用的固定先後次序；若機型手冊或營運人程序規定其他順序，應依其規定。卸貨時通常按核准程序安排，並持續監控重量與重心變化。