22 道重量与平衡、数学与物理练习题及答案

1. 1. 在飞机重量与平衡计算中,机械师应从何处查到某一特定机型的基准面(datum)位置?

   • A.由机械师从机头开始自行测量确定
   • B.在驾驶舱内携带的飞行员信息手册中
   • C.压印在飞机数据铭牌上
   • D.在型号合格证数据单(TCDS)或飞机技术规范中✓ 答案

   基准面是由制造厂家指定的一个假想垂直平面,不是机械师自行选择或测量的;它可能位于机头、防火墙、机翼前缘,甚至飞机之前的某一点。其准确位置连同重心范围和调平方法都公布在型号合格证数据单或飞机技术规范中。数据铭牌只载有识别性资料,飞行员手册也不是审定依据来源。

   编号 QB-Z26XDZ依据： FAA-H-8083-1 Ch. 2 (Datum); FAA-H-8083-30 Ch. 6报告此题的问题

2. 2. 下列哪一组项目应计入飞机的空重(empty weight)?

   • A.机体、动力装置、已安装设备,以及满载的可用燃油
   • B.机体、动力装置、已安装设备、固定压舱物,以及残余(不可用)燃油和滑油✓ 答案
   • C.仅机体和动力装置,不含任何液体和设备
   • D.机体、动力装置、已安装设备、临时压舱物,以及机组人员

   空重包括机体、动力装置、全部必需及选装的已安装设备、固定(永久)压舱物、液压油,以及无法排放的残余或滞留燃油和滑油。可用燃油、机组、业载和临时压舱物永远不属于空重,因为它们属于可拆除的有效载重。对1978年以后审定的多数飞机,发动机滑油的满油量也计入空重。

   编号 QB-HJB4ZZ依据： FAA-H-8083-1 Ch. 2 (Empty Weight); FAA-H-8083-30 Ch. 6报告此题的问题

3. 3. 某飞机最大允许总重为3,400磅,空重为2,150磅。其有效载重(useful load)是多少?

   • A.5,550 磅
   • B.1,250 磅✓ 答案
   • C.3,400 磅
   • D.2,150 磅

   有效载重的定义是最大允许总重减去空重,即 3,400 − 2,150 = 1,250 磅。它由可用燃油、未计入空重的液体、机组、乘客和行李组成。常见错误是用零燃油重量作被减数,或把两个数字相加。

   编号 QB-23H9K2依据： FAA-H-8083-1 Ch. 2 (Useful Load)报告此题的问题

4. 4. 一架飞机调平后用三台秤称重。前轮秤读数315磅,其中包含轮挡产生的15磅皮重(tare);前轮力臂为+20.0英寸。左主轮秤读数852磅,右主轮秤读数848磅,均无皮重,力臂皆为+80.0英寸。空重重心位于何处?

   • A.基准面后 +71.0 英寸✓ 答案
   • B.基准面后 +74.5 英寸
   • C.基准面后 +50.0 英寸
   • D.基准面后 +70.6 英寸

   在计算任何力矩之前必须从秤读数中扣除皮重,因此前轮支反力为 315 − 15 = 300 磅。力矩:300 × 20.0 = 6,000 英寸·磅,(852 + 848) × 80.0 = 136,000 英寸·磅,合计 142,000 英寸·磅,总重 2,000 磅。重心 = 总力矩 ÷ 总重 = 142,000 ÷ 2,000 = +71.0 英寸。若未扣皮重则会得到错误的 +70.6 英寸。

   编号 QB-JJPE63依据： FAA-H-8083-1 Ch. 3 (Tare Weight, EWCG)报告此题的问题

5. 5. 某飞机重6,400磅,重心位于站位+78.0。后重心限位为+76.5。需要将多少货物从站位+150.0移至站位+30.0,才能使重心正好落在后限位上?

   • A.320 磅
   • B.120 磅
   • C.80 磅✓ 答案
   • D.64 磅

   移重公式为:移动的重量 ÷ 总重 = 重心变化量 ÷ 移动距离,变形后得:待移重量 = (总重 × 重心变化量) ÷ 移动距离。重心变化量为 78.0 − 76.5 = 1.5 英寸,移动距离为 150.0 − 30.0 = 120 英寸,故 (6,400 × 1.5) ÷ 120 = 80 磅。用站位数字代替两站位之间的距离,是导致 64 磅或 320 磅这类错误答案的典型原因。

   编号 QB-33VKR3依据： FAA-H-8083-1 Ch. 4 (Shifting Weight)报告此题的问题

6. 6. 一架装载后的飞机重4,000磅,重心位于站位+38.0,而后重心限位为+37.0。可在站位−13.0处安装临时压舱物。需要多少压舱重量才能把重心移到后限位?

   • A.160.0 磅
   • B.78.4 磅
   • C.80.0 磅✓ 答案
   • D.40.0 磅

   压舱重量 = (装载重量 × 重心超限距离) ÷ (压舱位置力臂与受影响限位之间的距离)。重心超出后限位 1.0 英寸,压舱位置距该限位 37.0 − (−13.0) = 50 英寸,故 4,000 × 1.0 ÷ 50 = 80 磅。验算:新总重 4,080 磅,新力矩 (4,000 × 38.0) + (80 × −13.0) = 150,960 英寸·磅,重心恰为 +37.0。若误用重心到压舱点的距离作分母,会得到错误的 78.4 磅;另外,压舱物放得离受影响限位越远,所需重量越小。

   编号 QB-KJ2SB4依据： FAA-H-8083-1 Ch. 4 (Ballast)报告此题的问题

7. 7. 对一台METO功率为340马力的活塞发动机飞机进行不利装载重心检查时,应按多少燃油重量作为最小燃油量?

   • A.28.3 磅
   • B.170 磅✓ 答案
   • C.204 磅
   • D.340 磅

   对活塞发动机飞机,最小燃油量为每METO马力1/12加仑;航空汽油按6磅/加仑计算后可简化为:最小燃油磅数 = METO马力 ÷ 2,即 340 ÷ 2 = 170 磅。28.3 是加仑数而非磅数。该规则不适用于涡轮发动机飞机,后者的最小燃油量由制造厂家提供。

   编号 QB-438XW4依据： FAA-H-8083-1 Ch. 4 (Minimum Fuel)报告此题的问题

8. 8. 某飞机的平均气动弦(MAC)长80.0英寸,MAC前缘(LEMAC)位于站位+120.0。若装载后重心位于站位+140.0,用MAC百分比表示的重心是多少?

   • A.175% MAC
   • B.20% MAC
   • C.58.3% MAC
   • D.25% MAC✓ 答案

   MAC百分比 = ((重心 − LEMAC) ÷ MAC) × 100。MAC百分比是从MAC前缘向后量取的,而不是从基准面量取,因此所用距离为 140.0 − 120.0 = 20.0 英寸,20.0 ÷ 80.0 × 100 = 25%。若直接用站位数字除以MAC长度,会得到毫无意义的 175%。

   编号 QB-MJD4H5依据： FAA-H-8083-1 Ch. 2 (Mean Aerodynamic Chord)报告此题的问题

9. 9. 将飞机装载到重心位于后重心限位之后,主要会产生什么影响?

   • A.机翼翼梁的结构强度下降
   • B.纵向稳定性下降,并且可能无法从失速中改出✓ 答案
   • C.飞机变得机头沉重,起飞时可能无法抬前轮
   • D.失速速度升高,升降舵操纵力变得过重

   重心超出后限位时,配平所需的平尾下压力减小,力臂过短,飞机因而丧失纵向(俯仰)稳定性,可能出现无法控制的上仰,导致无法从失速中改出。机头沉重、失速速度升高和升降舵力过重是重心过于靠前的症状,属于相反的情况。

   编号 QB-53K946依据： FAA-H-8083-1 Ch. 1 (Effects of Weight and Balance)报告此题的问题

10. 10. 计算下列表达式:(−5 + 2的三次方) 乘以 (−2),加上 (3 − 3) 乘以 64的平方根,所得结果再整体除以 3。

    • A.−2✓ 答案
    • B.−6
    • C.2
    • D.−18

    运算顺序为:先括号,再乘方与开方,然后从左到右做乘除,最后做加减。括号内:−5 + 8 = 3,3 − 3 = 0。接着 3 × (−2) = −6,0 × 8 = 0,故分子为 −6,再 −6 ÷ 3 = −2。答案 −6 是漏掉了最后一步除法,+2 则是负号处理错误。

    编号 QB-3AGQVN依据： FAA-H-8083-30 Ch. 3 (Order of Operations)报告此题的问题

11. 11. 数字 0.00004631 用科学记数法表示,下列哪一项正确?

    • A.4.631 × 10 的 −4 次方
    • B.4.631 × 10 的 −5 次方✓ 答案
    • C.4.631 × 10 的 5 次方
    • D.4.631 的 −5 次方

    科学记数法把数字写成 1 到 10 之间的系数乘以 10 的幂。要把 0.00004631 变成 4.631,小数点须向右移动 5 位,向右移动对应负指数,故该值为 4.631 × 10⁻⁵。正指数会使数值大于 1,而把 4.631 本身取幂则完全是另一种运算。

    编号 QB-JSAJAN依据： FAA-H-8083-30 Ch. 3 (Scientific Notation)报告此题的问题

12. 12. 一块钣金加强板呈梯形,两平行边分别为14英寸和10英寸,垂直高度为6英寸。其面积是多少?

    • A.144 平方英寸
    • B.84 平方英寸
    • C.60 平方英寸
    • D.72 平方英寸✓ 答案

    梯形面积等于两平行边之和的一半乘以高:0.5 × (14 + 10) × 6 = 0.5 × 24 × 6 = 72 平方英寸。只用一条平行边乘以高(得 84 或 60)是把图形当成了矩形,漏掉 1/2 系数则得到 144。

    编号 QB-2A5DQM依据： FAA-H-8083-30 Ch. 3 (Area of a Trapezoid)报告此题的问题

13. 13. 某六缸发动机的气缸内径为5.5英寸,行程为4.5英寸。该发动机的总活塞排量是多少?

    • A.148.5 立方英寸
    • B.106.9 立方英寸
    • C.2,565.9 立方英寸
    • D.641.5 立方英寸✓ 答案

    活塞排量即气缸体积,等于活塞面积乘以行程;总排量再乘以缸数。活塞面积 = 0.7854 × 直径² = 0.7854 × 30.25 = 23.76 平方英寸;23.76 × 4.5 = 106.9 立方英寸/缸;106.9 × 6 = 641.5 立方英寸。若把缸径误当作半径,结果会放大到约 2,566 立方英寸。

    编号 QB-HSX75M依据： FAA-H-8083-30 Ch. 3 (Volume of a Cylinder)报告此题的问题

14. 14. 某发动机气缸在活塞位于下止点时的总容积为96立方英寸,活塞位于上止点时的容积为12立方英寸。压缩比是多少?

    • A.8:1✓ 答案
    • B.12:1
    • C.7:1
    • D.9.6:1

    比(ratio)是对两个同单位量的比较,压缩比等于活塞在下止点时的气缸总容积除以活塞在上止点时的容积:96 ÷ 12 = 8,记作 8:1。先相减再相除(84 ÷ 12 = 7)是常见错误,因为那用的是扫气容积而非总容积。

    编号 QB-5A7D8R依据： FAA-H-8083-30 Ch. 3 (Ratio, Compression Ratio)报告此题的问题

15. 15. 一个36齿的主动齿轮以1,200转/分转动,与一个20齿的从动齿轮啮合。从动齿轮的转速是多少?

    • A.2,400 转/分
    • B.667 转/分
    • C.2,160 转/分✓ 答案
    • D.1,200 转/分

    齿轮转速与齿数成反比,故比例式为:从动转速 ÷ 主动转速 = 主动齿数 ÷ 从动齿数。解得从动转速 = 1,200 × 36 ÷ 20 = 2,160 转/分。小齿轮必须转得更快,才能使通过啮合点的齿数相等;比例倒置会得到错误的 667 转/分。

    编号 QB-MSZ7NQ依据： FAA-H-8083-30 Ch. 3 (Ratio and Proportion)报告此题的问题

16. 16. 一台起吊设备在30秒内将一台1,650磅的发动机垂直提升20英尺。所输出的功率是多少马力?

    • A.0.5 马力
    • B.4 马力
    • C.2 马力✓ 答案
    • D.1 马力

    功 = 力 × 距离:1,650 × 20 = 33,000 英尺·磅。功率 = 功 ÷ 时间,即 33,000 英尺·磅在 30 秒内完成,相当于 1,100 英尺·磅/秒。由于 1 马力定义为 550 英尺·磅/秒(即 33,000 英尺·磅/分),故 1,100 ÷ 550 = 2 马力。

    编号 QB-4AU23Q依据： FAA-H-8083-30 Ch. 5 (Work, Power, Horsepower)报告此题的问题

17. 17. 关于第三类杠杆(例如由液压作动筒驱动的可收放起落架),下列哪种说法正确?

    • A.施力点位于支点与阻力点之间,机械利益恒小于 1✓ 答案
    • B.阻力点位于支点与施力点之间,机械利益恒大于 1
    • C.机械利益恒为 2,因为施力臂是阻力臂的两倍
    • D.支点位于施力点与阻力点之间,机械利益恒为 1

    在第三类杠杆中,施力点位于支点与阻力点之间,因此施力臂总是短于阻力臂。由于机械利益 = 施力臂 ÷ 阻力臂,其值恒小于 1,意味着所需施力大于负载,但负载移动的距离更远、速度更快。支点位于施力与阻力之间的是第一类杠杆,阻力居中的是第二类杠杆。

    编号 QB-KSNVFP依据： FAA-H-8083-30 Ch. 5 (Simple Machines, Levers)报告此题的问题

18. 18. 在某液压系统中,对面积为1.5平方英寸的输入活塞施加90磅的力。面积为12平方英寸的输出活塞上产生多大的力?

    • A.60 磅
    • B.1,080 磅
    • C.720 磅✓ 答案
    • D.11.25 磅

    帕斯卡定律指出,施加于封闭流体的压力可不减弱地向各个方向等值传递,因此两个活塞处的系统压力相同。压力 = 力 ÷ 面积 = 90 ÷ 1.5 = 60 psi,输出端的力 = 压力 × 面积 = 60 × 12 = 720 磅。直接用输入力乘以输出面积(1,080 磅)忽略了输入活塞面积,是典型错误。

    编号 QB-7AW2KT依据： FAA-H-8083-30 Ch. 5 (Pascal's Law)报告此题的问题

19. 19. 根据伯努利原理,流过文氏管收缩喉部的空气会发生什么变化?

    • A.流速减小,静压增大
    • B.流速增大,静压减小✓ 答案
    • C.流速和静压都减小
    • D.流速和静压都增大

    每秒必须有相同质量的空气通过管道的每个截面,因此在截面缩小处空气必须加速。伯努利原理指出气流的总能量保持不变,故速度(动能)的增加必须以静压下降为代价。在下游的扩张段,速度重新降低,静压得以恢复。

    编号 QB-PSQVYS依据： FAA-H-8083-30 Ch. 5 (Bernoulli's Principle)报告此题的问题

20. 20. 某飞机轮胎在60华氏度下充气至45 psig(表压)。若轮胎随后被加热至120华氏度且容积不变,新的表压是多少?

    • A.66.6 psig
    • B.90.0 psig
    • C.50.2 psig
    • D.51.9 psig✓ 答案

    气体定律计算必须使用绝对压力和绝对温度。换算:45 + 14.7 = 59.7 psia;60 + 460 = 520 R,120 + 460 = 580 R。容积不变时,通用气体定律简化为 P1/T1 = P2/T2,故 P2 = 59.7 × 580 ÷ 520 = 66.6 psia。换回表压:66.6 − 14.7 = 51.9 psig。若用表压计算得 50.2,若直接用华氏温度则得到严重错误的 90.0。

    编号 QB-8E79E7依据： FAA-H-8083-30 Ch. 5 (General Gas Law, Absolute Pressure)报告此题的问题

21. 21. −40华氏度等于多少兰氏度(Rankine)?

    • A.−40 兰氏度
    • B.233 兰氏度
    • C.420 兰氏度✓ 答案
    • D.500 兰氏度

    兰氏温标是采用华氏度大小刻度的绝对温标,其零点位于华氏零度以下460度,故 兰氏度 = 华氏度 + 460。加上一个负数等同于相减,即 −40 + 460 = 420 兰氏度。若把读数当作正数相加会得到 500,而 233 是开氏温度值,属于以摄氏度为基础的绝对温标。

    编号 QB-RWCEZ7依据： FAA-H-8083-30 Ch. 5 (Temperature Scales)报告此题的问题

22. 22. 五种基本应力中,哪一种实际上是另外两种应力同时作用的组合?

    • A.扭转
    • B.拉伸
    • C.弯曲✓ 答案
    • D.剪切

    当构件被弯曲时,曲线外侧的材料被拉伸,内侧的材料被压缩,因此弯曲是拉伸与压缩在同一零件中同时发生的组合。拉伸使零件被拉开,压缩使其被压溃,剪切使相邻层沿彼此滑移(铆钉所抵抗的正是这种应力),扭转则是由扭矩产生的扭绞应力。

    编号 QB-7EUW86依据： FAA-H-8083-30 Ch. 5 (Stress and Strain)报告此题的问题

练习题依据 14 CFR 第 43 部与第 65 部，以及 FAA《航空维修技术人员手册——通用科目》（FAA-H-8083-30）编写。本网站与美国联邦航空管理局（FAA）无关联，也未获其认可。本题库仅覆盖「通用科目」笔试；机体（Airframe）与动力装置（Powerplant）笔试以及口试、实操考试均为独立科目。拧紧力矩、加注量、腐蚀打磨限值和检查判据，始终以厂家现行维修资料和适用的适航指令为准，绝不可以练习题为准。报考资格与当前考试要求请在报考前向 FAA 确认。 关于 A&P 航空维修人员执照 →