เครื่องบิน บินได้อย่างไร?
เครื่องบินจะลอยตัวในอากาศได้นั้น
ตัวเครื่องบินจะต้องมีความเร็วไปทางด้านหน้าเพื่อให้ปีกทั้งสองข้างปะทะกับอากาศที่ไหลผ่านปีกไปเร็วขึ้น กระแสอากาศที่ไหลมาปะทะผ่านทางด้านล่างปีกจะทำให้เกิดแรงดันจากด้านล่างปีกขึ้นไปด้านบน เนื่องจากความดันของกระแสอากาศด้านบนของปีกจะยิ่งลดลง เมื่อความเร็วของเครื่องบินเพิ่มขึ้นและแรงดันของกระแสอากาศใต้ปีกเพิ่มขึ้นจึงดึงตัวขึ้นเป็นแรงยกทำให้เครื่องบินสามารถลอยตัวขึ้นในอากาศได้ ตราบใดที่ความเร็วของเครื่องบินยังมีความเร็วเพียงพออยู่
เครื่องบินจะเดินทางไปในอากาศด้วยแรงขับ(Thrust)
ที่มีเครื่องยนต์และใบพัดหรือเครื่องยนต์ไอพ่น ผลักมวลอากาศไปด้านหลัง ทำให้เกิดแรงขับให้เครื่องบินเคลื่อนที่ไปข้างหน้า ตรงข้ามกันเมื่อเครื่องบินเคลื่อนที่ไปข้างหน้าก็จะปะทะกับกระแสอากาศก็จะเกิดแรงต้าน(Drag)สวนไปด้านหลังและพยายามต้านความเร็วของเครื่องบินให้ลดลง ส่วนแรงที่ทำให้เครื่องบินลอยตัวในอากาศได้นั้นคือแรงยก(Lift)เกิดจากแรงดันของอากาศภายใต้ปีกที่มาจากกระแสอากาศในขณะที่เครื่องบินนั้นบินผ่านอากาศ นํ้าหนักของเครื่องบินรวมไปถึงนํ้าหนักที่เครื่องบินนั้นบรรทุกทำให้เกิดแรงดึงดูดจากโลกหรือแรงโน้มถ่วง(Gravity) ในขณะที่เครื่องบินทำการวิ่งขึ้น(Take Off)แรงขับจะต้องมากกว่าแรงต้านและแรงยกต้องมากกว่าแรงโน้มถ่วงและในเวลาที่เครื่องบิน บินตรงระดับ(Level Flight)แรงยกจะเท่ากับแรงโน้มถ่วงและในขณะที่เครื่องบิน บินลงสู่สนามบิน(Landing) แรงขับจะต้องน้อยกว่าแรงต้านและแรงยกจะต้องน้อยกว่าแรงโน้มถ่วง
จากข้อความข้างต้นที่เรารู้กันทั่วไปว่าเครื่องบินจะบินได้ก็ต้องมีความเร็วด้วยแรงขับที่เกิดจากเครื่องยนต์และใบพัดหรือไอพ่น ถ้าอยากรู้ว่ากระแสอากาศจากความเร็วที่ทำให้เกิดแรงยกขึ้นที่ปีกได้ ก็จะทำให้เรารู้ว่าเครื่องบินนั้นบินในอากาศได้อย่างไร
ลักษณะของปีกเครื่องบิน
โดยทั่วไปวัตถุที่มีลักษณะเป็นแผ่น มีความหนาน้อยเมื่อเทียบกับความกว้างและความยาว เราเรียกวัตถุนั้นว่า “Airfiol” หรือภาษาไทยเรียกว่า “แพนอากาศ”
ปีกของเครื่องบินมีลักษณะเป็นแผ่นมีความยาวของปีกขวางกับแนวแกนลำตัว เมื่อมองจากด้านบนจะคล้ายกับสี่เหลี่ยมผืนผ้าเป็นแผ่นยาวแต่มาปลายโค้งมนเรียว บางแบบก็จะเป็นสามเหลี่ยม ปีกเครื่องบินแบบต่างๆจะมีรูปตัดขวาง(Airfiol Section) คล้ายๆกับคิ้วของคน ซึ่งจะแตกต่างกันไปว่าจะมีแบบที่โค้งมากหรือโค้งน้อย และขนาดที่แตกต่างกันไป
เมื่อกระแสอากาศไหลผ่านปีกความดันของกระแสอากาศทำให้เกิดแรงยกได้อย่างไร?
มวลอากาศที่ไหลผ่านต่อเนื่องเมื่อผ่านที่ชายหน้าของปีกจะแยกตัวออกเป็น 2 ส่วน คือไหลเป็นกระแสอากาศด้านบนและด้านล่าง
มวลอากาศที่แยกตัวออกจากกันนั้นจะไหลไปประจบกันที่ชายหลังของปีก อากาศที่ไหลผ่านด้านบนของปีกที่เป็นผิวโค้งมีระยะทางที่ยาวกว่าจึงมีความเร็วสูงกว่ากระแสอากาศที่ไหลผ่านใต้ปีก
ความดันของกระแสอากาศด้านบนของปีกจึงลดตำ่กว่าความดันอากาศใต้ปีก ตามหลักของเบอร์โนลี่และหากปีกเอียงทำมุมปะทะกับกระแสอากาศมากขึ้น มวลของกระแสอากาศที่ปะทะผ่านใต้ปีกทำให้เกิดแรงที่ยกปีกให้ลอยตัวบนอากาศ
สรุปได้ว่า
เครื่องบิน บินได้ก็เพราะมีเครื่องยนต์และใบพัดหรือไอพ่นเพื่อขับให้เครื่องบินไปข้างหน้าที่จะทำให้เกิดกระแสอากาศไหลผ่านใต้ปีก จนกระทั่งมีความเร็วมากพอที่ทำให้กระแสอากาศไหลผ่านจนเกิดแรงยกที่จะทำให้เครื่องบินลอยตัวไปในอากาศนั่นเอง
ส่วนการควบคุมของเครื่องบิน
Aileron : ใช้ในการควบคุมท่าทางของเครื่องบิน จะติดตั้งอยู่ที่ส่วนของปลายปีกทั้งสองข้าง เพื่อควบคุมการเอียงของเครื่องบิน หรือเคลื่อนที่รอบแกน Longitudinal Axis
Elevator : ใช้ในการควบคุมลักษณะการบินของเครื่องบิน จะติดตั้งอยู่ที่แพนหาง เพื่อให้เครื่องบินเชิดหัวขึ้นลง หรือเคลื่อนที่รอบแกน Lateral Axis
Flap : ใช้ในการควบคุมการเพิ่มหรือลดแรงยกของปีกโดยปกติจะใช้เวลา Take Off และ Landing
จะติดตั้งอยู่ที่ชายปีกหลังใกล้กับลำตัวของเครื่องบิน(Fuselage)
Rudder : ใช้ในการหันหัวเครื่องบิน หรือเคลื่อนที่รอบแกน Vertical Axis จะติดตั้งอยู่ที่กระโดงหางของเครื่องบิน(Tail Plane)
Rudder Pedal : ส่วนที่นักบินใช้ควบคุมการทำงานของ Rudder จะอยู่ที่พื้นในห้องCockpit นักบินจะใช้เท้าเหยียบเพื่อควบคุมให้หัวเครื่องบินหันซ้ายขวา
Stabilizer : เป็นส่วนช่วยให้เครื่องบินรักษาท่าทางและลักษณะการบินให้แก่ Vertical Stabilizer และ Horizontal Stabilizer สามารปรับแต่งระดับได้(Adjustable)
ส่วนการควบคุมทิศทางการบิน
แกนของการหมุนเครื่องบินมีอยู่ 3 แกน คือ
1.Longitudinal Axis การหมุนของแกนนี้เรียกว่า Roll
2.Vertical Axis การหมุนของแกนนี้เรียกว่า Yaw
3.Lateral Axis การหมุนของแกนนี้เรียกว่า Pitch
และจุดตัดของสามแกนนี้จะถือเป็นจุดศูนย์กลางนํ้าหนักทั้งหมดของเครื่องบิน(Center of gravity)
Longitudinal Axis เกิดจากการเคลื่อนไหวของ Ailerons ควบคุมโดยคันบังคับ(Control Column) ใน Cockpit
Longitudinal Axis
Vertical Axis เกิดจากการเคลื่อนไหวของ Rudder ควบคุมโดย Rudder Pedal บนพื้นในห้อง Cockpit
Vertical Axis
Lateral Axis เกิดจากการทำงานของ Elevator ควบคุมโดย คันบังคับ(Control Column หรือ Stick)
Lateral Axis
ถ้าดูวีดิโอนี้อาจจะทำให้ท่านเข้าใจมากยิ่งขึ้น
บนโลกนี้ยังมีการพัฒนาในการขับเคลื่อนในทุกด้านอย่างไม่สิ้นสุดอีกหลายรูปแบบ ติดตามข้อมูลเกี่ยวกับด้านยานยนต์ อากาศยาน รวมถึงการขับเคลื่อนบนท้องทะเลและแม่นำ้ จาก Swivel ได้ตลอด
ช่องทางการติดตามเพิ่มเติม
Written by Gwatt
- 11
โฆษณา
- ดาวน์โหลดแอปพลิเคชัน
- © 2024 Blockdit
