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高考申論題 109年 [航空駕駛(選試直昇機飛行原理)] 載重平衡

第 一 題

📖 題組:
四、飛機實施稱重時: (一)若飛機稱重停放的位置不是處於水平狀態,對飛機重量和重心位置的量測誤差,有何影響?請說明其理由。(10分) (二)如何量測飛機稱重停放的位置是否水平?(5分) (三)若不變更飛機稱重停放的位置,如何校正水平?(5分) (四)當飛機縱向重心位置超限時,應當如何校正?(5分)
📝 此題為申論題,共 4 小題

小題 (一)

若飛機稱重停放的位置不是處於水平狀態,對飛機重量和重心位置的量測誤差,有何影響?請說明其理由。(10分)

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本題測驗「飛機稱重(Aircraft Weighing)」時的靜力平衡與物理幾何原理。考生應將問題拆分為「重量」與「重心」兩個維度來分別探討。思考關鍵在於:重力向量永遠垂直向下,當飛機姿態傾斜時,總重力如何分配?重心的高低位置(CG Height)如何因為飛機傾斜而在水平面投影上產生力臂(Arm)的變化,進而導致力矩計算錯誤?

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【破題】 飛機稱重時若未處於水平狀態(Level Attitude),對「總重量」的量測影響通常微乎其微,但會導致「重心位置(Center of Gravity, CG)」的計算結果產生顯著且危險的誤差。 【論述】

小題 (二)

如何量測飛機稱重停放的位置是否水平?(5分)

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考生看到此題應先聯想到飛機製造商手冊(AMM/WBM)中定義的「水平參考點(Leveling Points)」。接著列舉實務上最常見的兩種物理測量方法:鉛垂線法與水平儀法,並說明其操作基準。

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【破題】測量飛機稱重時是否水平,必須嚴格依據該機型之飛機維修手冊(AMM)或重量與平衡手冊(WBM)所規範的「水平參考點(Leveling Points)」,搭配專用的測量工具進行確認。 【論述】 實務上常用的量測方式包含以下三種:

小題 (三)

若不變更飛機稱重停放的位置,如何校正水平?(5分)

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考生看到此題應先聯想飛機稱重的兩種主要實務作法:「千斤頂稱重(Jack Weighing)」與「地磅稱重(Platform Weighing)」。接著針對這兩種情境,分別提出在不移動飛機的前提下,如何透過物理機械的微調(如高度、氣壓、墊片)來改變飛機的俯仰與滾轉姿態以達到水平。

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【破題】在不變更飛機停放位置的前提下,校正飛機水平主要依賴調整飛機支撐點的高度,具體方法取決於所採用的稱重設備與方式。 【論述】 一、 若使用「千斤頂稱重法(Jack Weighing)」:

小題 (四)

當飛機縱向重心位置超限時,應當如何校正?(5分)

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面對重心超限問題,核心概念是透過改變「重量分佈」來調整總力矩與總重的比例。考生應直接聯想到實務上最常用的三種手段:移動載重(Shift)、增減載重(Add/Remove/Ballast)以及燃油調度,並強調校正後需重新核算以確保落入重心包絡線。

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當飛機縱向重心(Longitudinal CG)位置超出安全容許的重心包絡線(CG Envelope)極限時,必須透過改變機上的重量分佈來重新平衡總力矩(Total Moment)。具體的實務校正方法包含以下三點:

  1. 移動載重(Shifting Weight): 將機上的貨物、行李或乘客由重心超限的一側移動至另一側(例如重心太靠後,則將後艙貨物移至前艙)。此方法最為常見,因為它只改變力矩,不改變飛機總重。其物理關係為:移動重量 / 總重量 = 重心位移量 / 移動距離。

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