101年 專技高考 航空工程技師｜歷屆考題全文（機器抽取）
101年專門職業及技術人員高等考試建築師、技師、第二次食品技師考試暨普通考試不動產經紀人、記帳士考試航空工程技師類科歷屆試題，含航空發動機、飛機結構學、飛行力學（包括自動控制與飛機性能）等 6 科。
共 6 份考卷｜資料來源：依政府資料開放授權條款（OGDL）第 1 版利用，資料集：考選部歷屆試題（data.gov.tw dataset 170565），101 年。
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航空發動機
下載：題目
官方不公布申論答案
101 年專門職業及技術人員高等考試建築師、技師、第 2 次 食品技師考試暨普通考試不動產經紀人、記帳士考試試題 代號
等 別： 高等考試
類 科： 航空工程技師
科 目： 航空發動機
考試時間：
2 小時
※注意：
禁止使用電子計算器。
不必抄題，作答時請將試題題號及答案依照順序寫在試卷上，於本試題上作答者，不予計分。
一、簡答題：
-
說明噴射引擎（ jet engine ）產生推力的原理；寫出渦輪噴射引擎（ turbojet engine ） 及火箭引擎（ rocket engine ）的推力公式，並說明其推力公式差異的原因。（ 8 分）
-
渦輪噴射引擎的進氣道及壓縮器皆可增加空氣的壓力，說明進氣道及離心式壓縮 器增壓的原理？（ 9 分）
-
何謂 SCRAMJET ？（ 3 分）
-
作噴射引擎性能分析時，常用兩重要參數： T/ ma （ T 為推力， ma 為引擎入口的空 氣質量流率）及 TSFC （ thrust specific fuel consumption ），說明其代表的意義。（ 8 分）
-
每種燃料皆有一熱值（ heating value ），何謂熱值？何謂當量比（ equivalence ratio ）？ （ 6 分）
二、由下圖說明：
-
推進效率（ propulsion efficiency ）的定義？（ 4 分）
-
渦輪螺旋槳引擎（ turboprop engine ）及渦輪風扇引擎（ turbofan engine ）的特性。 （ 12 分）
-
為何渦輪螺旋槳引擎在高速時，其推進效率快速降低？（ 8 分）
80
60
40
20
0
200
400
600
800
1000
Airspeed, mph
（
Low bypass ratio
）
（
High bypass ratio)
Propulsion efficiency, %
Turboprop
Pure turbojet
Bypass turbojet
Bypass turbojet
-
三、渦輪噴射引擎渦輪的級（ turbine stage ）有三種型式： impulse stage 、 reaction stage 及 combined stage （例如 50% reaction stage ），說明其特徵；繪出理想狀況下，氣流流 經 50% reaction stage 的速度向量示意圖。（ 21 分）
-
四、一渦輪噴射引擎飛機超音速飛行時，其引擎進氣道進氣模式可分為 subcritical ， critical 及 supercritical modes 等三種，繪出其示意圖，並說明其特徵。（ 21 分）
：
01410 全一頁
座號：
飛機結構學
下載：題目
官方不公布申論答案
101 年專門職業及技術人員高等考試建築師、技師、第 2 次 食品技師考試暨普通考試不動產經紀人、記帳士考試試題 代號 ： 01420 全一張 （正面）
等 別： 高等考試
類 科： 航空工程技師
科 目： 飛機結構學
考試時間：
2 小時
※注意：
可以使用電子計算器。
-
不必抄題，作答時請將試題題號及答案依照順序寫在試卷上，於本試題上作答者，不予計分。
-
一、已知一架飛機重量 20000 lb ，當飛機降落於跑道上如圖一，考慮主要剎車力 F 為 8000 lb 。
-
請計算鼻輪及主輪之反力，即 R1 及 R2 。（ 13 分）
-
若降落速度為 100 mph （ 146.7 呎 / 秒），請計算最短跑道長度。（ 12 分）
R1
R2
二、假設一飛機機身結構剖面，可簡化成如圖二之半圓弧型結構，當此結構受一集中 力 P 作用時，請計算右邊支撐之水平位移 δ （假設結構變形為彈性， EI 為定值）。 （ 25 分）
座號：
101 年專門職業及技術人員高等考試建築師、技師、第 2 次 食品技師考試暨普通考試不動產經紀人、記帳士考試試題 代號 ： 01420 全一張 （背面）
等 別： 高等考試
類 科： 航空工程技師
科 目： 飛機結構學
-
三、假設一機翼結構可簡化如圖三所示，其斷面（ Cross Section ）為均勻矩形（ Uniform Rectangular ），厚度為定值，當此機翼承受扭力負載 T （ Pure Torsion Load ）時， 請計算：
-
儲存在此機翼之剪力應變能（ Shear Strain Energy, U ）。（ 15 分）
-
此機翼單位長度之扭角（ Angle of Twist in Radius per Unit Length ）。（ 10 分） （註： L=120" 、 b=30" 、 c=10" 、 T=80000 in-lb 、 G=2.5x10 6 lb/in 2 ）
- 四、假設一飛機機翼結構可簡化模型如圖四所示，縱樑 1-6 之截面積 A1=A6=2 in 2 ， A2=A3=A4=A5=1 in 2 ，腹板（ Web ）厚度 t3 =0.064" ，其餘腹板厚度均為 0.04" ，若 所有斷面剪力模數 G （ Shear Modulus ）為定值，且斷面對稱一水平軸。當一垂直剪 力 V=400 lb 作用此機翼時，請計算剪力中心（ Shear Center ）之位置 X 。（ 25 分）
1
2
3
4
5
6
10"
8"
8"
(1)
(2)
(3)
(4)
(5)
(6)
X
V
飛行力學（包括自動控制與飛機性能）
下載：題目
官方不公布申論答案
101 年專門職業及技術人員高等考試建築師、技師、第 2 次 食品技師考試暨普通考試不動產經紀人、記帳士考試試題 代號 ： 01430 全一頁
等 別： 高等考試
類 科： 航空工程技師
科 目： 飛行力學（包括自動控制與飛機性能）
考試時間：
2 小時
※注意：
可以使用電子計算器。
不必抄題，作答時請將試題題號及答案依照順序寫在試卷上，於本試題上作答者，不予計分。
-
一、 一般最常用的氣動力效率（ aerodynamic efficiency ）是升力阻力比，試以攻角（ angle of attack 10
-
）為橫軸、升力阻力比為縱軸，畫出升力阻力比曲線。（ 分） 一般大型商用客、貨運輸機的氣動力效率值為何？為什麼？（ 10 分）
-
二、試說明飛機以等速、等高度進行穩定巡航飛行之力的平衡與力矩配平（ trim ）的條 件。（ 20 分）
三、有一架飛機之短周期（ short-period ）方程式可寫為：
假設 ，求當阻尼比 1 / 0 = -u Z α 0.7 ζ = 且無阻尼自然頻率（ undamped natural frequency ） 2.5 = n ω 弧度 / 秒時之 值與 值。（ 20 分） q M α M
四、有一架飛機之縱向運動方程式可寫為：
-
將上式改寫為兩個一次微分方程式；（ 10 分）
-
寫出該系統的特徵方程式（ characteristics equation ）；（ 10 分）
-
求出該系統的特徵解並描述系統運動是否為穩定。（ 10 分）
五、試說明飛機在水平面轉彎（ turning ）的過程。（ 10 分）
座號：
飛機設計
下載：題目
官方不公布申論答案
101 年專門職業及技術人員高等考試建築師、技師、第 2 次 食品技師考試暨普通考試不動產經紀人、記帳士考試試題 代號 ： 01440 全一頁
等 別： 高等考試
類 科： 航空工程技師
科 目： 飛機設計
考試時間：
2 小時
※注意：
禁止使用電子計算器。
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不必抄題，作答時請將試題題號及答案依照順序寫在試卷上，於本試題上作答者，不予計分。
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一、飛機在概念設計階段，氣動力設計與分析是相當重要的工作，試述其主要的工作項 目有那些？（ 20 分）
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二、 何謂飛機機翼的展弦比（ aspect ratio ）？（ 6 分）
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若設計飛機的機翼愈大，則此機翼所產生的升力與阻力會增加或減少？為什麼？ （ 6 分）
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若考量機翼重量因素，是否展弦比愈大的機翼愈佳？為什麼？（ 8 分）
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三、 試述飛機的副翼（ aileron ）、水平尾舵面（ horizontal tail surface ）與垂直尾舵面 （ vertical tail surface ）的功能為何？（ 6 分）
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如果飛機要進行水平轉彎（ level turn ），試以向左彎為例，說明上述的控制舵面 應該如何運作？（ 6 分）
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為何當飛機作轉彎時都有可能會掉高度？請說明之。（ 8 分）
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四、 何謂飛機的靜態穩定界限（ static margin ）？（ 6 分）
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考量飛機的靜態穩定性，飛機的中性點（ neutral point ）與重心（ center of gravity ） 的位置的關係為何？（ 6 分）
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若此飛機為無尾翼的設計（例如飛行翼或三角翼的飛機），其如何獲得動態穩定 平衡？請詳述之。（ 8 分）
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五、 試述民航飛機常用的推進系統（ propulsion system ）有那些？（ 8 分）
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若針對飛機的飛行速度與飛行高度來考量，如何選擇適合該飛機的推進系統？ （ 12 分）
座號：
空氣動力學
下載：題目
官方不公布申論答案
101 年專門職業及技術人員高等考試建築師、技師、第 2 次 食品技師考試暨普通考試不動產經紀人、記帳士考試試題 代號
等 別： 高等考試
類 科： 航空工程技師
科 目： 空氣動力學
考試時間：
2 小時
※注意： 禁止使用電子計算器。
不必抄題，作答時請將試題題號及答案依照順序寫在試卷上，於本試題上作答者，不予計分。
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01450 全一頁
座號：
航電系統（包括航空儀表）
下載：題目
官方不公布申論答案
101 年專門職業及技術人員高等考試建築師、技師、第 2 次 食品技師考試暨普通考試不動產經紀人、記帳士考試試題 代號 ： 01460 全一張 （正面）
等 別： 高等考試
類 科： 航空工程技師
科 目： 航電系統（包括航空儀表）
考試時間：
2 小時
※注意：
禁止使用電子計算器。
不必抄題，作答時請將試題題號及答案依照順序寫在試卷上，於本試題上作答者，不予計分。
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一、解釋下列名詞並簡述其工作原理和適用範圍，或請繪簡圖説明：（每小題 5 分， 共 30 分）
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VFR （ Visual Flight Rules ） in controlled airspace
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IFR （ Instrument Flight Rules ） in controlled airspace
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ATIS （ Automatic Terminal Information Service ）
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VOR （ Very high frequency Omni-directional Range ） and ADF （ Automatic Direction Finder ）
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RMI （ Radio Magnetic Indicator ） and Horizontal Situation Indicator （ HSI ）
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PFD （ Primary Flight Display ）
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二、 圖一為航電系統中皮托管（ Pitot-Static ）裝置，請説明其工作原理。（ 5 分）
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圖一之空速表（ Airspeed Indicator ）、高度表（ Altimeter ）、垂直速度表（ Vertical Speed Indicator ）各司何職？目的為何？如何修正？（ 15 分）
座號：
三、請説明：
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'通訊導航監視與飛航管理系統＂（ CNS/ATM ）與其重要性。（ 10 分）
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民航機機載防撞系統技術（ TCAS ）與先行權（ Right-of-Way ）。（ 10 分）
101 年專門職業及技術人員高等考試建築師、技師、第 2 次 食品技師考試暨普通考試不動產經紀人、記帳士考試試題 代號 ： 01460 全一張 （背面）
等 別： 高等考試
類 科： 航空工程技師
科 目： 航電系統（包括航空儀表）
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四、 請説明民航機機載航電系統有何慣性導航系統（ Inertial Navigation System ）之裝 置，請敘述其重要組成元件與繪簡圖並説明其工作原理。（ 15 分）
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圖二為航電系統中導航裝置，請問 Turn Coordinator, Attitude Indicator, Heading Indicator 各司何職？目的為何？請説明其工作原理。（ 15 分）
