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普考申論題 110年 [航空器維修] 航空發動機概要

第 一 題

📖 題組:
關於發動機燃油系統,請回答下列問題:
📝 此題為申論題,共 2 小題

小題 (一)

請定義燃油消耗率 SFC(specific fuel consumption)並詳述之,使用的符號,請自行定義之。(10 分)

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看到此題應先聯想到 SFC 是衡量發動機「燃油經濟性與熱力效率」的核心指標。作答時務必依發動機類型進行物理量區分:產生「推力」的燃氣渦輪發動機(應使用 TSFC),以及產生「軸馬力」的往復式/渦輪軸/渦槳發動機(應使用 BSFC),並清楚定義數學公式中的各項物理符號與單位,方能獲取高分。

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【破題】 比燃油消耗率(Specific Fuel Consumption, SFC)是衡量航空發動機燃油經濟性與整體熱力轉換效率的重要指標,其定義為「發動機每產生一單位推力(或功率),在單位時間內所消耗的燃油質量」。SFC 數值越低,代表發動機將化學能轉換為有用機械作功的效率越高。 【論述】

小題 (二)

請詳述燃油系統中差壓釋放閥(Differential relief valve)的作用。(10 分)

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看到此題,應立即聯想到正位移式燃油泵浦的供油特性,以及液壓機械式燃油控制器(FCU)的計量原理。解題切入點需結合流體力學的孔口流量公式,說明為何需要維持計量閥前後壓差恆定,並從因果邏輯推導出其「精確計量」與「旁通洩壓」兩大核心功能。

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【破題】 燃油系統中的差壓釋放閥(Differential relief valve)主要裝設於正位移式燃油泵浦(如齒輪式泵浦)與燃油控制器(FCU)的計量閥之間,其核心作用為「維持燃油控制器計量閥前後的壓差為一常數」。 【論述】

📝 比燃油消耗率 SFC
💡 衡量單位輸出所需燃油質量的效率指標
比較維度 TSFC (推力比燃油消耗率) VS BSFC (煞車比燃油消耗率)
分母定義 淨推力 (Thrust) 煞車功率 (Brake Power)
適用對象 渦輪噴射、渦輪扇發動機 往復式、渦輪軸發動機
常見單位 kg/(N·hr) kg/(kW·hr)
💬兩者均為衡量效率的基準,差異僅在於發動機最終做功的機械輸出形式不同。
🧠 記憶技巧:公式口訣:上油下力(分子為燃油流率,分母為推力或功率)。
⚠️ 常見陷阱:答題時容易遺漏 TSFC 與 BSFC 的區別,或誤將 SFC 與總耗油量混為一談(前者為比值,後者為總量)。
旁通比 (BPR) 熱效率 (Thermal Efficiency) 布雷頓循環 (Brayton Cycle)

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