航空發動機基本原理 申論題歷屆試題與參考架構
高考三級，民國 102～115 年共 12 份試卷、57 題，其中 57 題附參考答題架構。考這一科的類科：航空器維修。本頁列出歷年全部題目，參考架構只列開頭的「破題」，完整的答題架構、關鍵字與作答提醒請到站內查看。
115 年（考試時間 120 分鐘） 原卷 PDF
- 1
依據 AC 43-005A 航空器與其發動機、螺旋漿、各項裝備及零組件大修理、大改裝妥適報告填寫規定：
（一）發動機翻修時距使用率要達多少以上？（5 分）
（二）授權簽證第 7 項「簽證恢復可用」人員資格，應符合那些要求？（15 分）
（20 分）
參考架構・破題
本題考查民航局諮詢通告對於航空器發動機大修妥適報告之填寫標準，核心在於掌握發動機大修理時翻修時距之申報門檻，以及執行妥適簽證恢復可用時各類授權人員的法定資格與適航簽署要求。
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- 2
發動機基礎理論：（每小題 4 分，共 20 分）
（一）在機械學中，功的定義為何？
（二）牛頓第三運動定律如何產生航空引擎的推力？
（三）白努利定律（Bernoulli's Principle）在引擎發散形進氣道中的氣流特性為何？
（四）渦輪風扇發動機的「旁通比（Bypass ratio）」如何定義？
（五）離心式壓縮機（Centrifugal Compressor）的主要優點有那些？
（20 分）
- 3
請論述現代燃氣渦輪引擎如何透過燃燒室的設計，以同時減少氮氧化物（NOx）與碳微粒（Smoke）的排放污染？（20 分）
（20 分）
參考架構・破題
燃氣渦輪發動機燃燒室設計面臨氮氧化物與碳微粒排放此消彼長的技術權衡，現代先進設計主要藉由燃燒分區調控、貧油預混技術與精準氣流組織，打破高溫富氧與局部缺氧的生成條件，實現雙重減排。
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- 4
請說明發動機趨勢監控（Engine Trend Monitoring）的原理，並解釋為何需要持續記錄 N1、N2、EGT 及燃油流量（Wf）等參數的偏差變化（Deltas）？（20 分）
（20 分）
參考架構・破題
發動機趨勢監控為現代預測性維護的核心技術，其原理在於將特定巡航條件下採集之核心熱力參數，透過大氣標準化校正並與原廠基準模型比對，藉由追蹤各參數偏差值的演變趨勢，以提早識別氣路部件之性能退化與潛在機械故障。
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- 5
在渦輪風扇引擎中，燃油控制器（FCU）如何利用「壓縮機排氣壓力（P3）」以控制引擎加速，並避免在加速過程中發生喘振或熄火？（20 分）
（20 分）
參考架構・破題
壓縮機排氣壓力直接反映流經引擎燃燒室之空氣質量流率與整體熱力負載，燃油控制器藉由監控該壓力作為加速供油上限的關鍵基準，能在轉子加速滯後期間精準約束供油速率，確保油氣比維持在防喘振與防富油熄火的安全包線內。
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114 年（考試時間 120 分鐘） 原卷 PDF
- 1
關於航空氣渦輪發動機（Gas Turbine Engine）之啟動（Engine Starting），請回答以下問題：
（一）試依壓縮器（Compressor）轉速由低到高的順序，循序說明發動機之啟動程序（Starting Sequence）。（8 分）
（二）在啟動過程中，相關人員須監控駕駛艙的那些相關儀表數據？（6 分）
（三）說明在啟動過程中發生怎樣的情況可分別被稱之為熱啟動（Hot Start）與假啟動（Hung Start）？（6 分）
（20 分）
參考架構・破題
燃氣渦輪發動機啟動為結合外部動力輸入、氣動建立、電氣點火與自主熱力循環的嚴謹時序過程，啟動期間各項儀表參數的即時監控是及早察覺並處置熱啟動與假啟動等異常狀況的關鍵。
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- 2
對於具有全權數位發動機控制系統（FADEC）的渦輪扇發動機（Turbofan Engines），請回答以下問題：（每小題 10 分，共 20 分）
（一）說明該類型發動機之 EEC 的運作架構與功能特點。
（二）針對該類型發動機所具有的燃油控制模式（Modes）詳細說明之。
（20 分）
參考架構・破題
全權數位發動機控制系統透過電子發動機控制器實現對發動機所有操作參數的數位化閉迴路管理，具備全權限、多重冗餘與獨立供電架構，並能依系統健康狀態在正常額定模式與備用模式間精準切換。
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- 3
關於渦輪發動機潤滑系統所使用之潤滑油油濾（Turbine Oil Filters），試回答下列問題：（每小題 10 分，共 20 分）
（一）說明大多數類型的油濾之主要構成元件及其功能。
（二）說明潤滑油油濾主要配置於潤滑系統的那些位置及其配置的原因。
（20 分）
參考架構・破題
潤滑油油濾為渦輪發動機滑油系統維持油液清潔度與監控部件磨損的核心部件，其構造兼顧高效雜質攔截與供油安全備援，並藉由在供油、回油及通氣等關鍵管路的合理配置，實現對主軸承與齒輪傳動機構的全方位防護。
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- 4
關於航空發動機之引氣（Bleed Air），請回答以下問題：（每小題 10 分，共 20 分）
（一）詳細說明發動機提供飛機相關系統所需引氣的方式。
（二）請條列出引氣之主要用途有那些？
（20 分）
參考架構・破題
航空發動機引氣係自高壓壓縮機中抽取高溫高壓氣體，透過多級切換、壓力調節與預冷降溫機制供給飛機次系統使用，在維持飛機環境控制與防冰需求的同時，亦須精準調控以將發動機推力與熱效率損失降至最低。
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- 5
關於發動機的推力，試回答以下問題：
（一）何謂「固定額定推力（Flat-Rated Thrust）」？（6 分）
（二）發動機製造商制定「固定額定推力」的目的為何？（6 分）
（三）渦輪扇發動機（Turbofan Engine）在運轉時，推力之相關數據值是如何顯示在駕駛艙中？（8 分）
（20 分）
參考架構・破題
固定額定推力是現代航空燃氣渦輪發動機推力管理的核心設計，藉由設定特定拐點溫度使發動機在不同大氣環境下兼顧結構強度與熱端壽命，並透過現代座艙整合儀表直觀呈現發動機壓力比或轉速數據，提供精準的操作指引。
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113 年（考試時間 120 分鐘） 原卷 PDF
- 1
根據 ARP 755A 定義渦輪發動機各站位定義如下：Spray out Flame holder Nozzle Inlet Low- High- Combustor H L Afterburner pressure pressure P P compressor compressor T T 0 2 2.5 3 4 5 6 7 8 9 4.5 HPT = High-pressure turbine LPT = Low-pressure turbine請試說明：
（一）渦輪發動機最高溫度的位置（以「X 組件進口/出口+站位」來描述）。（5 分）
（二）渦輪發動機最高壓力的位置（以「X 組件進口/出口+站位」來描述）。（5 分）
（三）渦輪發動機最高氣流速度的位置（以「X 組件進口/出口+站位」來描述） 。（5 分）
（四）渦輪發動機若具有後燃器時，其可能最高溫度與速度的位置是否發生變化？（請以「X 組件進口/出口+站位」來描述）（10 分）註：站位定義阿拉伯數字乃依主要組件介面而訂定，如有不足，如第 1級渦輪葉片的位置可加註為 4.1 站。
（25 分）
參考架構・破題
本題以 ARP 755A 站位編號為框架，考的是氣流流經渦輪發動機各組件時溫度、壓力、速度的沿程變化。作答要先按圖定出站位（0 自由流、2 進氣道出口／低壓壓縮器進口、2.5 低壓壓縮器出口／高壓壓縮器進口、3 高壓壓縮器出口／燃燒室進口、4 燃燒室出口／高壓渦輪進口、4.5 高壓渦輪出口／低壓渦輪進口、5 低壓渦輪出口、6 後燃器進口、7 後燃器出口／噴嘴進口、8 噴嘴喉部、9 噴嘴出口），每小題都用「組件＋進口／出口＋站位」回答，再補一兩句理由。
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- 2
在航空發動機性能中，
（一）什麼是 T4 溫度限制（T4 limit）？（10 分）
（二） T4 溫度的高低有何重要性？（5 分）
（三）如何提高 T4 limit？請敍述其可能的方法。 （10 分）
（25 分）
參考架構・破題
燃氣渦輪發動機中第四站位溫度代表燃燒室出口兼渦輪第一級導向葉片入口總溫，其極限值直接制約布雷頓熱力循環的能量轉換上限，是衡量先進航空推進技術成熟度與材料熱工極限的核心指標。
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- 3
在 2050 淨零碳排的聯合國氣候會議目標下，各國航空載具亦往這個方向邁進。就你所知，
（一）在航空產業之航空發動機方面如何作因應？（13 分）
（二）有那幾種未來有效的方法可以使航空發動機減少甚至擺脫對石化能源的依賴？（12 分）
（25 分）
參考架構・破題
面對全球二零五零淨零碳排願景，航空推進領域正面臨從傳統熱機極限壓榨邁向能源體系重構的深刻轉型，發動機製造端透過超高旁通比與開式轉子架構革新提升熱機效率，並藉由生質能源、氫動力與全電推進徹底終結石化依賴。
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- 4
對一個渦輪軸發動機，其結構如下圖所示：
（一）其壓縮器渦輪與低壓渦輪（自由渦輪或動力渦輪)是否相連接？（7 分）
（二）其熱力循環與渦輪噴射發動機是否有不同？（7 分）
（三）渦輪噴射發動機與渦輪軸發動機之主要產生推力的方式有何不同？試以其 T-S 循環圖輔助說明之。（11 分）
（25 分）
參考架構・破題
圖為自由渦輪式渦輪軸發動機：前段是由壓縮器、燃燒室、壓縮器渦輪構成的氣體產生器（gas generator），後段是驅動動力軸的自由（動力）渦輪。作答主軸是「兩組渦輪只有氣動耦合、沒有機械連接」，以及「同為 Brayton 循環，但膨脹功的分配不同」。
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111 年（考試時間 120 分鐘） 原卷 PDF
- 1
試比較民航機用 JT-9D 與噴射戰機用 TFE-1042 發動機之異同點，請各舉出至少 5 個相同與 5 個相異點（或特性） 。（30 分）
（30 分）
參考架構・破題
普惠 JT-9D 為典型大型民航高旁通比雙軸渦輪扇發動機，而漢翔與蓋瑞特合製之 TFE-1042 則為軍用超音速戰機低旁通比帶後燃器發動機，兩者在共同熱力循環基礎下，因任務任務剖面不同而在氣動佈局與構造設計上呈現鮮明對比。
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- 2
請回答下列問題：（每小題 5 分，共 20 分）
（一）什麼是衝擊式渦輪（Impulse turbine）？
（二）什麼是反作用式渦輪（Reaction turbine）？
（三）試繪圖說明（一）、（二）子題。
（四）說明為何反作用式渦輪有較佳效率？
（20 分）
參考架構・破題
燃氣渦輪依燃氣膨脹壓力降在固定導向葉片與旋轉動葉片之間的分配比例，主要劃分為衝擊式與反作用式兩大流動機制，反作用式藉由順壓力梯度的收斂流動顯著減少流動分離與摩擦損失，展現出更優越的氣動熱力效率。
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- 3
潤滑油系統對航空發動機很重要。（每小題 10 分，共 20 分）
（一）有那幾個潤滑油的性質（Properties）是最重要的？
（二）在寒冷氣候及較熱帶氣候選用潤滑油有何考量？
（20 分）
參考架構・破題
航空燃氣渦輪發動機潤滑系統在高溫、高壓、高速及極端溫差環境下運作，其滑油物理化學特性的穩定性至關重要，因應極寒與酷熱氣候條件，必須在低溫流動泵送性與高溫油膜承載抗氧化能力之間進行嚴謹的選型考量。
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- 4
請回答下列問題：
（一）離心式壓縮器（centrifugal compressor）之原理為何？（5 分）
（二）離心壓縮器主要構造有那些？（5 分）
（三）試繪出其構造剖面圖示意圖。（6 分）
（四）說明其單級壓縮比與軸流壓縮器之差異。 （4 分）
（20 分）
參考架構・破題
離心式壓縮器利用葉輪高速旋轉施加離心力將氣體沿徑向加速拋出，並藉由擴壓流道將動能轉換為靜壓能，其結構堅固且單級壓比遠高於軸流式，廣泛應用於小型燃氣渦輪、輔助動力單元及渦輪軸發動機。
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- 5
現今已經有很多電動化的汽車。（每小題 5 分，共 10 分）
（一）未來飛機是否要朝向電動化？
（二）還有那些困難待克服？
（10 分）
參考架構・破題
汽車產業電動化浪潮正推動航空載具朝向低碳電能推進轉型，但受制於嚴苛的航空功率重量比與飛行物理限制，航空電動化呈現分級梯次發展態勢，在技術全面普及前仍面臨能量密度、高空電氣絕緣與熱管理等重大物理瓶頸。
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110 年（考試時間 120 分鐘） 原卷 PDF
- 1
航空發動機可分為往復式與渦輪噴射式兩種，請從熱力循環過程與構造兩方面，詳述兩種類型的發動機。（20 分）
（20 分）
參考架構・破題
往復式活塞發動機與渦輪噴射發動機分別代表航空推進歷史上的間歇性做功與連續流動做功兩大典型，兩者在熱力循環過程的狀態演變與機械構造的運動轉化上存在本質差異。
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- 2
請依照下列資料計算發動機的推力：（15 分）空氣質量流率=65 kg/s 排出口面積=0.25 m2進氣道入口速度=40 m/s 排出口壓力=44.0 kPa gage尾管排出口速度=550 m/s 周圍環境大氣壓力=0 kPa gage重力加速=9.8 m/s
（15 分）
參考架構・破題
本題考查航空氣渦輪發動機推力產生的基礎流體力學方程式，引擎總淨推力由氣流進出動量變化所產生的動量推力，以及尾管出口與外界大氣壓力差所形成的壓力推力兩部分疊加而成。
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- 3
發動機啟動過程中，最重要的是啟動器，以下三種啟動器：（一）啟動發電機（Starter-generator）；（二）空氣渦輪啟動器（Air turbine starter）；（三）電力馬達（Electric motor） ，請詳述三種啟動器的優缺點（每一個優缺點各舉2 項）？（20 分）
（20 分）
參考架構・破題
航空發動機啟動器負責在啟動初期輸入外部機械動力克服轉子靜摩擦與氣動阻力，加速轉子至點火與自持轉速，啟動發電機、空氣渦輪啟動器與純電力馬達在動力來源、功重比及系統整合上各具優劣與適用領域。
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- 4
在渦輪螺旋槳發動機（Turboprop）中，請繪圖說明自由式渦輪發動機（Free Turbine Engine）與固定式渦輪發動機（Fixed Turbine Engine）的構型，並詳述啟動時各別的優點或缺點？（20 分）
（20 分）
參考架構・破題
本題核心在於評量渦輪螺旋槳發動機之機械結構構型分類，以及軸系連結方式對啟動特性的直接影響。作答應以清晰的氣流與軸系示意圖切入，對比自由式與固定式渦輪在能量傳遞上的差異，並深入探討兩者在啟動負載、熱啟動風險及地面作業安全之優缺點。
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- 5
關於渦輪螺旋槳發動機，請詳述下列問題：
（一）螺旋槳所受到的力量有那些（列舉四種力）？（15 分）
（二）詳述發動機螺旋槳調速器（propeller governor）的目的，在螺旋槳超速（over-speed）條件下，參考下圖說明調速器如何作動？（10 分）
（25 分）
參考架構・破題
本題分兩部分：先列出旋轉中螺旋槳葉片承受的力與力矩，再說明定速螺旋槳調速器如何靠飛重、調速彈簧與引導閥改變槳距以維持設定轉速，重點在超速（over-speed）時「槳距變大、負載加大、轉速回落」的回授過程。
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109 年（考試時間 120 分鐘） 原卷 PDF
- 1
先進高壓氣渦輪機的導引定子（Nozzle Guiding Vane）都需要冷卻，因為該導引定子是最早接觸到燃燒室高溫高壓氣體的定子。請說明其中最重要的三種冷卻方式，並以文字申述之。（20分）
（20 分）
參考架構・破題
高壓渦輪第一級導引定子（NGV）直接承受燃燒室出口最高溫的燃氣，入口溫度常高於葉片材料熔點，必須以壓縮器抽出的冷空氣冷卻。作答以「對流冷卻、衝擊冷卻、氣膜冷卻」三種為主軸，說明原理、氣流路徑與優缺點。
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- 2
（一）請以航空器的速度爲橫軸，推進效率為縱軸。繪出渦輪螺旋槳發動機、高旁通比渦輪風扇發動機、低旁通比渦輪風扇發動機、渦輪噴射發動機的相對曲線。（數值無需非常精確，曲線的相對位置跟趨勢需正確）（10分）
（二）請說明為何渦輪螺旋槳發動機的曲線在某一航空器臨界速度後，推進效率會急劇下滑？（10分）
（20 分）
參考架構・破題
推進效率 ηp ≈ 2V0/(V0+Vj)，取決於飛行速度 V0 與排氣速度 Vj 的接近程度。「大流量、小加速」的發動機在低速有利，「小流量、大加速」的發動機在高速有利，四條曲線依此排序。
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- 3
請詳述渦輪噴射發動機啟動時所需的兩個獨立系統。若這兩個系統可分別單獨操作時，其功能分別為何？請說明之。（20分）
（20 分）
參考架構・破題
渦輪噴射發動機啟動需要兩個獨立系統同時作用：「起動系統」把轉子帶到足夠轉速、提供壓縮空氣；「點火系統」點燃燃燒室的油氣混合物。兩者分開操作時各有用途：單獨轉動是乾轉（motoring），單獨點火是空中再起動或連續點火保護。
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- 4
根據交通部航空產品與其各項裝備及零組件維修廠設立檢定管理規則第8條規定，請說明發動機類別一級、二級、三級的定義。（20分）
（20 分）
參考架構・破題
本題考維修廠檢定的「發動機類」等級劃分。檢定等級的基本邏輯是依發動機型式與功率區分：往復式小功率、往復式大功率、渦輪發動機三級，等級越高代表需要的設施、工具、人員能力越高。
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- 5
請說明霧化燃料噴嘴（atomized fuel spray nozzle）在不同的燃料壓力下所噴出後的燃料形狀與霧化的狀況。（20分）
（20 分）
參考架構・破題
霧化燃油噴嘴的噴霧形狀與霧化品質隨燃油壓力而變：壓力不足時燃油成連續油膜或粗大油滴，壓力升高後形成錐狀噴霧，達設計壓力時霧化最細、噴霧角最適當。作答依壓力由低到高分階段描述，再連結雙路（duplex）噴嘴的設計目的。
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108 年（考試時間 120 分鐘） 原卷 PDF
- 1
請列舉五點說明渦輪噴射發動機（turbo-jet）的特性。（20 分）
（20 分）
參考架構・破題
渦輪噴射發動機是以全部吸入空氣經壓縮、燃燒後高速噴出產生推力的氣渦輪發動機，屬「小流量、大加速」型。列五點特性時，宜從推力產生方式、速度適用範圍、效率、重量體積、噪音與操作面分類說明。
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- 2
請推導證明布萊頓 Brayton 循環的熱效率，並說明之。（20 分）
（20 分）
參考架構・破題
理想布萊頓循環由兩個等熵過程與兩個等壓過程組成。以吸熱與放熱量推導熱效率，再利用等熵關係化簡，可得 η = 1 − 1/rp^((γ−1)/γ)，結論是熱效率只取決於壓縮比（壓力比）。
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- 3
噴射發動機之壓縮器失速時，請說明目前採用的解決方法，請列舉五項。（20 分）
（20 分）
參考架構・破題
壓縮器失速是葉片攻角過大、氣流在葉面分離所致，嚴重時發展為旋轉失速與喘振（surge）。解決方法的共同目標是讓各級葉片攻角保持在設計範圍、讓壓縮器工作點遠離喘振線。作答先說明成因，再列五項方法並說明原理。
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- 4
從發動機趨勢（Engine Condition Trend Analysis Monitoring）分析中，追蹤每日渦輪溫度、轉速值（N2）與燃油流量三個參數的變化，發現渦輪、轉數（ ΔN 2 ）與燃油流量（ ΔWf ）三者趨勢逐漸提高，其溫度（ ΔT ）發生的可能原因，請列舉四種。（20 分）
（20 分）
參考架構・破題
趨勢監控中，若在相同推力（或相同 EPR／N1）條件下，渦輪溫度、N2 與燃油流量三者同時上升，代表發動機要用更多燃油、更高溫度與轉速才能產生同樣推力，典型指向「氣路性能衰退」，主因在核心機效率下降或漏氣。作答先說明判讀邏輯，再列四種可能原因。
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- 5
關於渦輪噴射發動機，請回答下列問題： （每小題 10 分，共 20 分）
（一）請說明發動機燃油系統的燃油控制單元 FCU 的功能，並舉出燃油控制單元 FCU 接收那些重要的訊號，請列舉五項。
（二）請說明渦輪噴射發動機主燃油系統由那些組件構成。
（20 分）
參考架構・破題
燃油控制單元（FCU）的任務是在任何飛行狀態下，依油門位置與發動機、大氣參數計量正確的燃油流量，使發動機產生所需推力，同時防止超溫、超轉、失速與熄火。第二小題則要把主燃油系統從油箱到噴嘴依序列出組件與功能。
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106 年（考試時間 120 分鐘） 原卷 PDF
- 1
試以氣渦輪發動機產生動力使用方式來分類現有之氣渦輪發動機型式，並試述其結構上之主要差異，（20 分）其中何者可應用至直升機之推進系統？（5 分）
（25 分）
參考架構・破題
氣渦輪發動機依「能量以何種形式輸出」可分為兩大類：以高速噴流直接產生推力（渦輪噴射、渦輪風扇），以及以軸功率帶動外部負載（渦輪螺旋槳、渦輪軸）。各型的結構差異在於渦輪抽取多少能量、有無自由渦輪與減速齒輪、推力由誰產生。直升機用的是渦輪軸發動機。
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- 2
一般認為衝壓噴射（ramjet）引擎較渦輪噴射（turbojet）引擎適合在高速（馬赫數在2-4 間）飛行物上使用，請由二者在構造組件之差異來解釋其原因。（15 分）
（15 分）
參考架構・破題
衝壓噴射引擎沒有壓縮器與渦輪，完全靠高速飛行的衝壓效應壓縮空氣；渦輪噴射則靠機械壓縮。在馬赫 2～4 時衝壓壓縮已足以提供高壓力比，渦噴的壓縮器與渦輪反而成為溫度、損失與重量的負擔，因此衝壓引擎較適合。作答以兩者構造組件對照說明。
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- 3
航空發動機燃油系統裝配有燃油增壓泵（boost pump）及旁通閥（bypass valve），試述這兩種組件之作用功能。（12 分）又有些燃油系統配置有噴射泵（jet pump） ，其作用功能為何？（8 分）
（20 分）
參考架構・破題
本題考燃油系統低壓段的三個組件。核心觀念是：發動機驅動泵（多為正排量齒輪泵）入口必須有足夠的正壓，才能避免氣阻與穴蝕；增壓泵負責供壓，旁通閥負責在泵不轉或濾網堵塞時讓燃油仍然流得過去，噴射泵則用高壓燃油帶動低壓燃油的轉送。
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- 4
試述航空發動機在發生故障後之正確修護程序。（20 分）
（20 分）
參考架構・破題
本題考發動機故障後的維修流程，重點是「有系統的故障排除」與「依核准技術文件施工、測試、放行並留紀錄」。答題要按時間順序寫成一條完整流程，而不是只列檢查項目。
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- 5
何謂渦輪片潛伸（creep）？（10 分）其發生原因為何？（10 分）
（20 分）
參考架構・破題
潛伸（creep，又譯潛變）是金屬在高溫與持續應力下，隨時間緩慢產生的永久塑性變形。渦輪葉片同時承受極高溫與巨大離心力，是發動機中最典型的潛伸部位。答題分「定義＋特性」與「原因」兩段。
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105 年（考試時間 120 分鐘） 原卷 PDF
- 1
請解釋下列名詞的差異：
（一）指示馬力（indicated horsepower, ihp）與剎車馬力（break horsepower, bhp）。（7 分）
（二）最大馬力（maximum horsepower）與起飛馬力（takeoff horsepower）。（6 分）
（三）機械效率（mechanical efficiency）與熱效率（thermal efficiency）。（7 分）
（20 分）
- 2
相較傳統化油器控油或電子控制岐管噴油，試說明電子控制汽油缸內直噴（gasoline direct injection）往復式發動機具較低油耗率（sfc）與較佳燃燒效率的原因。（20 分）
（20 分）
參考架構・破題
缸內直噴（GDI）把高壓燃油直接噴入燃燒室，相較化油器與歧管噴射，可更精準地控制每一缸、每一循環的油量與噴射時機，並藉缸內蒸發冷卻提高壓縮比與容積效率，因此油耗率較低、燃燒較完全。答題先比較三種供油方式，再分項說明原因。
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- 3
請圖示衝壓引擎與渦輪噴射引擎之主要部件，並比較兩者之優缺點。（20 分）
（20 分）
參考架構・破題
衝壓引擎與渦輪噴射引擎都依布雷頓循環產生推力，差別在壓縮方式：衝壓引擎完全靠高速飛行的衝壓效應壓縮空氣，沒有壓縮器與渦輪；渦噴引擎以壓縮器壓縮、再由渦輪帶動壓縮器。答題先各畫一張示意圖標出部件，再列表比較優缺點。
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- 4
請說明渦輪扇發動機的全效率（overall efficiency）較渦輪噴射發動機為高之原因。（20 分）
（20 分）
參考架構・破題
全效率等於熱效率乘以推進效率。渦扇發動機以大質量流量、小幅加速空氣產生推力，排氣速度接近飛行速度，推進效率高；加上現代渦扇的高壓縮比與高渦輪進口溫度提升熱效率，因此全效率高於渦噴。答題先寫定義與公式，再分兩個效率說明。
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- 5
何謂引擎失速（engine stall）？請說明現代航空渦輪發動機避免引擎操作落入失速區之相關基本設計為何？請舉一例說明。（20 分）
（20 分）
參考架構・破題
引擎失速主要指壓縮器失速：壓縮器葉片的攻角過大，氣流自葉面分離，造成流量與壓力驟降；嚴重時發展為整台引擎的喘振（surge）。避免的方法是讓各級葉片在各轉速下都保持適當攻角，也就是維持足夠的失速邊際。
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104 年（考試時間 120 分鐘） 原卷 PDF
- 1
高旁通比（bypass ratio）渦輪風扇引擎（turbofan engine）為現代次音速客機的主流發動機，說明其構造上的主要特徵及推力產生的方式，並說明其為何不適合超音速飛機使用。（20 分）
（20 分）
參考架構・破題
高旁通比渦扇以大直徑風扇推動大量旁通空氣，用「大流量、低排氣速度」換取高推進效率與低油耗、低噪音，最適合次音速巡航；但其迎風面積大、排氣速度低，到了超音速反而推力不足、阻力大，因此超音速飛機改用渦噴或低旁通比渦扇。答題分構造、推力產生、不適超音速三段。
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- 2
繪出軸流式壓縮器一級（one stage）轉子、靜子示意圖，空氣流經轉子、靜子的速度分析圖並說明之；另說明空氣流經轉子、靜子速度及壓力的變化。（30 分）
（30 分）
參考架構・破題
軸流壓縮器每一級由一排轉子加一排靜子組成：轉子對空氣作功，提高總能量與部分靜壓；靜子把轉子出口的高速旋流擴散減速，再提高靜壓並把氣流導回適當方向給下一級。答題以「示意圖＋速度三角形＋速度與壓力變化說明」三部分完成，30 分題要圖文並重。
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- 3
飛機發動機的主燃油系統主要由那些組合件構成？發動機無法達到全速的故障，可能由主燃油系統中那些組合件故障所造成？（20 分）
（20 分）
參考架構・破題
本題分兩段：先依燃油流動順序列出主燃油系統組件與功能，再從「供油不足」與「控制限制轉速」兩個方向，推論哪些組件故障會讓發動機轉不到全速。用燃油流向串起答案最有條理。
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- 4
有關飛機渦輪引擎，請回答下列問題：
（一）在分析流體進入壓縮器、渦輪等旋轉體時，何謂絕對速度（absolute velocity）？何謂相對速度（relative velocity）？何謂轉子線速度（rotor linear velocity）？（9 分）
（二）軸流壓縮器轉子（rotor）及靜子（stator）功能分別為何？轉子葉片為何設計成彎曲？（15 分）
（三）渦輪葉片冷卻（blade cooling）的主要目的為何？（6 分）
（30 分）
參考架構・破題
本題三小題都圍繞旋轉機械的氣流分析：先釐清三種速度與向量關係，再說明轉子、靜子的分工與葉片彎曲（彎度與扭轉）的理由，最後說明渦輪葉片冷卻目的。配分以第二小題最重。
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103 年（考試時間 120 分鐘） 原卷 PDF
- 1
請分析推進噴嘴（Propulsion Nozzle）在渦輪風扇（Turbofan）與渦輪螺旋槳（Turboprop）此二型發動機推力產出所占之角色。（20 分）
（20 分）
參考架構・破題
推力來自工作流體的動量增量。本題要比較兩種發動機的推力，分別有多少來自核心噴嘴的高速排氣，又有多少來自風扇或螺旋槳。重點是點出兩型的推力分配不同，所以噴嘴扮演的角色也不同。
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- 2
請 説 明 雙 軸 渦 輪 風 扇 發 動 機 （ Twin-Spool Turbofan） 試 車 之 壓 縮 器 校 正 流 量（Corrected Flow）的定義，以及 N1 與 N2 轉速分別指示那些關鍵組件的運轉狀態。（20 分）
（20 分）
參考架構・破題
試車時的大氣條件每天都不一樣，量到的流量與轉速必須換算到標準海平面條件，才能互相比較或對照性能圖。本題先定義校正流量，再說明雙軸發動機兩組轉子的轉速代表什麼。
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- 3
滑油系統（Lubrication System）對渦輪發動機（Gas Turbine Engine）的運作非常重要，請說明其主要功能及關鍵組件。（30 分）
（30 分）
- 4
請根據我國民用航空法，說明發動機維修廠在執行修護與改裝業務之「修護能量」上所包括的項目及應符合的要求。（20 分）
（20 分）
參考架構・破題
民用航空法規定，航空產品的維修廠須經民航主管機關檢定合格、取得證書後才可以營業。修護能量是檢定的核心，也就是「有沒有能力把這項工作做好」。本題要列出能量的構成項目，並說明每一項須符合的要求。
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- 5
當現代化飛行器逐漸從傳統的追求「更高、更快、更遠」目標，移轉到「更可靠、更安靜、更清潔」時，對於發動機系統組件的研發設計將產生那些影響？試舉一例說明之。（10 分）
（10 分）
102 年（考試時間 120 分鐘） 原卷 PDF
- 1
（一）請以簡圖說明渦輪螺旋槳發動機（Turbo-prop Engine）之構造及關鍵組件。（12 分）
（二）請說明其作動原理及適用情形。（13 分）
（25 分）
- 2
影響一具噴射航空發動機之推力因素有很多，若將之歸類為二種，其一為設計因子（Design Factor）；另一為非設計因子（Non-design Factor）。
（一）請列出上述之設計因子及非設計因子有那些？（10 分）
（二）請分別說明各設計因子對推力的影響。（15 分）
（25 分）
參考架構・破題
噴射發動機推力 F＝ṁ(Vj－V0)＋(Pj－P0)Aj，所有影響因素最終都作用在質量流率與排氣速度上。設計因子是製造時就決定的，非設計因子是運轉時的外在條件。
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- 3
影響渦輪風扇引擎（Turbo-fan Engine）之效率設計因子很多，其中有一因子為旁通比（By-pass Ratio）。
（一）請以簡圖解釋何謂旁通比？（10 分）
（二）請說明其影響為何？（15 分）
（25 分）
- 4
（一）往復式發動機之分類，一般均以其汽缸排列來分類，請說明常見的三種為何？並描述其特色。（12 分）
（二）若依其性能來分類則有四種，請說明那四種？並描述之。（13 分）
（25 分）
題目來源：考選部考畢試題查詢平臺（政府資訊公開資料）；參考架構為本站自撰，僅供準備方向參考，非官方標準答案。最後更新：。