航空器與儀表
飛行儀表Flight Instruments
飛行儀表飛行知識學習:基本六儀表分兩系統、皮托靜壓三儀表、空速表色弧意義、高度表與柯氏窗、未撥定高度表的危險、靜壓孔阻塞的影響。共 12 題(記憶卡/觀念/情境),依 FAA PHAK 編寫,適合培訓機師甄選與 PPL/CPL 自學複習。
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共 12 題・依 FAA PHAK 編寫
記憶卡傳統「六項基本儀表(six-pack)」可分成哪兩大驅動系統?
皮托靜壓系統(pitot-static):空速表、高度表、升降表;陀螺儀系統(gyroscopic):姿態儀、航向儀、轉彎協調儀。羅盤則是獨立的磁感應儀表。
科學皮托靜壓儀表靠氣壓差動作;陀螺儀表靠高速旋轉陀螺的剛性與進動,由真空泵或電力驅動。
白話一半的儀表靠『氣壓』,一半靠『轉得很快的陀螺』,壞掉時影響的儀表也分這兩群。
pitot-static system皮托靜壓系統gyroscopic instruments陀螺儀表
記憶卡皮托靜壓系統驅動哪三個儀表?各自需要什麼壓力來源?
空速表(需總壓+靜壓)、高度表(只需靜壓)、升降表(只需靜壓)。皮托管量測總壓(衝壓),靜壓孔量測周遭大氣靜壓。
科學空速表量的是總壓減靜壓=動壓,反映空速;高度表與升降表只看靜壓的絕對值與變化率。
白話空速表要『迎風的壓力』和『周遭壓力』兩個一起比;高度表和升降表只要『周遭壓力』。
total pressure總壓static pressure靜壓dynamic pressure動壓
觀念空速表上的白弧、綠弧、黃弧與紅線各代表什麼操作意義?
白弧=襟翼操作範圍(Vso 到 Vfe),下緣是著陸構型失速速度、上緣是襟翼最大放出速度;綠弧=正常操作範圍(Vs1 到 Vno);黃弧=謹慎範圍(Vno 到 Vne),只能在平穩氣流且小心操作;紅線=Vne 絕不可超過速度。
- 白弧 = Vso–Vfe(襟翼範圍)
- 綠弧 = Vs1–Vno(正常操作)
- 黃弧 = Vno–Vne(僅限平穩氣流、謹慎)
- 紅線 = Vne(永不超過)
科學黃弧之上若遇陣風,疊加的負載可能超過結構設計上限;Vno 是最大結構巡航速度、Vne 是永不超過速度。
白話綠弧隨便飛、黃弧只在沒亂流時小心飛、紅線碰都別碰。
Vno最大結構巡航速度Vne永不超過速度Vfe襟翼最大放出速度Vso著陸構型失速速度
記憶卡高度表如何運作?柯氏窗(Kollsman window)設定的是什麼?
高度表內的真空膜盒感測靜壓變化而指示高度;柯氏窗用來輸入當地高度表撥定值(QNH)。沒有依最新 QNH 撥定,指示高度就會有誤差。
科學大氣壓力隨高度下降,膜盒據此換算高度;撥定值校正當地海平面氣壓基準。
白話高度表其實是個氣壓計,柯氏窗就是告訴它『今天海平面氣壓是多少』好換算正確高度。
Kollsman window柯氏窗(撥定窗)altimeter setting高度表撥定值aneroid wafer真空膜盒
觀念飛機從高氣壓區飛向低氣壓區卻沒有重新撥定高度表,會有什麼危險?
高度表會比實際高度「高報」——指示的高度比你真正所在的高度高,飛機其實比你以為的更低。口訣:「高壓飛向低壓,小心你的下方(high to low, look out below)」。在山區或低能見度下特別危險。
- 未撥定 → 飛向低壓時高度表高報
- 實際高度比指示低(更接近地面)
- 口訣:High to low, look out below
- 解法:沿途取得並撥入最新 QNH
科學高度表假設標準氣壓遞減;當外界實際氣壓比撥定基準低,相同膜盒讀數對應的真實高度更低。
白話沒更新氣壓設定,飛進低壓區時儀表會騙你『還很高』,其實你已經偏低了。
QNH修正海平面氣壓true altitude真高度
觀念若靜壓孔(static port)被冰或異物完全阻塞,三個皮托靜壓儀表會如何表現?
高度表凍結在阻塞當下的高度不再變化;升降表卡在零、不再指示爬降;空速表仍會動但不準——爬升時低報、下降時高報。此時可改用備用靜壓源(alternate static)。
- 高度表:凍結在阻塞高度
- 升降表:卡在零
- 空速表:爬升低報、下降高報
- 解法:開啟備用靜壓源
科學靜壓被封住後成為固定參考壓力;空速表的靜壓側不再隨高度變化,導致動壓計算偏差。
白話靜壓孔塞住,高度表和升降表直接『定格』,空速表則開始亂報。
static port靜壓孔alternate static source備用靜壓源
記憶卡姿態儀、航向儀、轉彎協調儀分別常由什麼動力驅動?這對故障判讀有何意義?
典型訓練機中姿態儀與航向儀由真空(抽氣)系統驅動,轉彎協調儀則為電動。因此真空泵失效時,姿態儀與航向儀會慢慢失準,但電動的轉彎協調儀仍可用。
科學陀螺靠剛性維持空間指向;抽氣帶動葉片使陀螺高速旋轉。動力分流是冗餘設計:氣動與電動互為備援。
白話真空和電力各帶一群陀螺儀表,這樣一種動力掛了,還有另一種撐著。
vacuum pump真空泵rigidity in space空間剛性turn coordinator轉彎協調儀
記憶卡姿態儀(人造地平線)同時顯示哪兩個資訊?怎麼判讀?
同時顯示俯仰(pitch)與坡度(bank)。固定的小飛機相對於會動的人造地平線:地平線在小飛機下方=機頭上仰;傾斜=滾轉,頂端指標配合坡度刻度讀出坡度角。
科學陀螺維持空間剛性提供穩定地平基準;外框隨機體運動,相對位移即為姿態。
白話小飛機不動、地平線會動;地平線跑到下面就是抬頭,歪掉就是在轉彎。
pitch俯仰bank坡度artificial horizon人造地平線
記憶卡磁羅盤的「加速/減速誤差」口訣 ANDS 是什麼意思?在哪些航向最明顯?
ANDS=Accelerate North, Decelerate South:在東或西航向上加速時,羅盤會短暫偏向北;減速時偏向南。北半球最明顯,原因是羅盤卡受磁傾角影響。
科學磁傾角使羅盤卡略為下垂,加減速時的慣性力作用在偏心的卡上,造成暫時性偏轉。
白話在東西向飛時,催油門羅盤往北偏一下、收油門往南偏一下,記 ANDS。
acceleration error加速誤差magnetic dip磁傾角
記憶卡磁羅盤的「北轉誤差」口訣 UNOS 是什麼?對轉彎滾出有何提醒?
UNOS=Undershoot North, Overshoot South(北半球):經過北方向滾出時羅盤落後,要提早(少轉一點)滾出;經過南方向時羅盤超前,要晚一點(多轉一點)滾出。東西向轉彎時羅盤大致準確。
科學磁傾角使羅盤在近北/南航向時對水平轉彎反應失真,北落後、南超前。
白話轉到接近北邊羅盤會慢半拍(提早改平),接近南邊會搶快(延後改平)。
northerly turning error北轉誤差undershoot不足(提早)
情境最可能的原因是什麼?正確處置為何?
你在起飛滾行加速,引擎與加速度都正常,但空速表指針幾乎不動、停在很低的數字。
皮托管總壓口被阻塞(常見於起飛前未取下皮托套,或結冰/昆蟲築巢)。空速表失去衝壓來源,無法正確指示。處置:若仍在地面且空速表無效,中止起飛;若已在空中,改用姿態+動力設定飛行,並開啟皮托加溫排除結冰。
空速表需要總壓;皮托口塞住等於拿掉動壓來源,指針自然不動或亂報。起飛前的外部檢查與皮托加溫是主要預防手段。
科學總壓口阻塞使空速表只剩靜壓側;若連排水孔也塞住,空速表會像高度表一樣隨高度變化而誤動。
白話迎風的那個小管子塞住了,空速表就量不到風壓,指針當然不動。
pitot tube皮托管pitot heat皮托加溫pitot cover皮托套
情境哪些儀表已不可信?你應改用哪些儀表維持平飛?
巡航中你注意到真空表(suction gauge)讀數掉到正常範圍以下,姿態儀的地平線開始緩慢、不合理地傾斜。
真空驅動的姿態儀與航向儀已不可信,且故障是漸進的、容易誤導。應改用仍可靠的儀表:電動轉彎協調儀(維持機翼水平與協調)、皮托靜壓的空速表與高度表(維持俯仰與高度)、磁羅盤(維持航向)——即「部分儀表盤(partial panel)」操作。
真空泵故障時姿態儀會慢慢漂移,飛行員若盲信它可能不知不覺進入危險姿態;交叉檢查不同動力來源的儀表是關鍵。
科學動力分流(氣動 vs 電動)的設計用意,正是讓單一動力失效時仍有獨立來源的儀表可用。
白話靠真空的兩個陀螺儀表掛了,就改看電動的轉彎儀、靠氣壓的空速高度表、還有磁羅盤。
partial panel部分儀表盤suction gauge真空表cross-check交叉檢查
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