ความสัมพันธ์ มอเตอร์ ใบพัด ปีกเ ของเครื่องบิน

                   ก่อนจะคิดถึงความสัมพันธ์ ระหว่างอุปกรณ์ในการขับเคลื่อนเครื่องบิน ให้มันลอยอยู่ในอากาศได้ ต้องมารู้จักก่อนว่า แต่ละอุปกรณ์ มันทำงานกันอย่างไร
                         มอเตอร์    เป็นอุปกรณ์ ชนิดหนึ่งซึ่งทำให้ใบพัดสามารถหมุนได้ เพื่อที่จะให้ใบพัดทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพ ในการ ขับเคลื่อนเครื่องบิน ไปข้างหน้าเพื่อที่จะทำให้กระแสลม วิ่งผ่านพื้นที่ปีก และปีกก็ต้องจะทำหน้าที่ ยกเครื่องบิน ทั้งลำลอยอยู่บนอากาศได้
                          ใบพัด         เป็นอุปกรณ์ ชนิดหนึ่ง ซึ่งถูกขับเคลื่อนด้วยมอเตอร์ ทำหน้าที่ ฉุดเครื่องบิน ให้พุ่งไปข้างหน้า เพื่อที่จะให้กระแสลม ได้วิ่งผ่านพื้นที่ปีก  ในการทำงานของใบพัด ก็เหมือน กับการ หมุนสกรู ที่เป็นเกลียวๆ ดั่งรูป

 

                          เมื่อเรารู้แล้วว่า เครื่องบินเรามันเคลื่อนที่ไปข้างหน้าได้อย่างไร ต่อไปเราก็จะพูดถึงว่า เครื่องบินเรามันลอย ได้อย่างไร นั้นหมายถึงว่า เราจะคุยกันเรื่องปีกเครื่องบิน หลักการทำงานของปีก ก็มีดังนี้

จากรูปด้านบนก็จะเห็นว่า เมื่อแรงลมด้านบนของปีกมีความเร็วกว่าแรงลมด้านล่าง ก็จะทำให้เกิดแรงยก พื้นที่นั้นๆๆ

                 เมื่อเรารู้แล้วว่า ถ้าแรงลมด้านบนปีก มีความเร็วกว่าด้านล่างปีก จะทำให้เกิดแรงยก ฉะนั้นเราจึงจำต้องออกแบบปีกเครื่องบินสะไหม่ เพื่อให้แรงลมด้านบนปีก จะได้มีความเร็วมากกว่า แรงลมด้านล่าง ด้วยหลักการ ดั่งรูปข้างล่างนี้....  

  

ในที่นี้ รถก็คือ กระแสลมที่พัดผ่านปีกเครื่องบิน

                                             จากรูปด้านบนจะเห็นได้ว่า กระแสลม ที่วิ่งผ่านปีกเครื่องบิน มีความเร็วเท่ากัน แต่ เนื่องจาก ด้านบนของปีก มีความโค้ง ฉะนั้น ระยะทางพื้นผิวของปีกด้านบน มีความยาวกว่าด้านล่าง เมื่อกระแสลมวิ่งเท่ากัน ก็ทำให้ พื้นที่สัมผัสปีกด้านบนกระแสลมที่วิ่งผ่านพื้นผิวสัมผัส จะมีความเร็วลมมากกว่าด้านล่าง แน่นอน เปรียบเสมือน นักกีฬา 2 คนวิ่ง คนหนึ่งวิ่งลัดสนามฟุตบอล แต่อีกคนวิ่งอ้อม สนามฟุตบอล ถ้าจะให้ถึงจุดหมายพร้อมๆ กัน คนที่วิ่ง อ้อมสนามฟุตบอล ต้องออกแรงสปีดความเร้วมากกว่า คนที่วิ่งทางเส้นตรง จึงจะถึงจุดหมายพร้อมกัน

                   เมื่อเรารู้ดังนี้แล้ว เราก็มาออกแบบปีกสะไหม่ เพื่อจุดประสงค์ที่ต้องการ คือ ให้กระแสลมผ่านพื้นผิวสัมผัสด้านบนปีก มากกว่า ด้านล่าง เราจึงออกแบบ ปีกเครื่องบินมาเป็นดังนี้ ดูรูปด้านล่าง

สรุป เมื่อใบพัด มีแรงฉุดเครื่องบินไปข้างหน้า ทำให้มีกระแสลมสวนทางมาทางด้านหน้า พื้นที่ปีกก็จะมีกระแสลมวิ่งผ่าน พื้นที่ปีกด้านบนซึ่ง มีความเร็วกว่าพื้นที่ปีกด้านล่าง ทำให้พื้นที่ปีกทั้งหมด มีแรงยก ขึ้นมา ดั่งรูปด้านบน

                               แรงยกของเครื่องบิน ก็จะขึ้นอยู่กับ องค์ประกอบหลายๆอย่างประกอบกัน พื้นที่ปีก ส่วนโค้งของปีก (ถ้าเรา ทำโค้งมาก ๆ ก็จะมีแรงยกมากขึ้น แต่ก็ทำให้ต้านกระแสลมมากขึ้นเช่นกัน ) กระแสลมที่จะมาสัมผัสพื้นผิวของปีก ถ้าใบพัดหน้า มีแรงฉุดดึงไปข้างหน้าได้เยอะ ก็จะมีแรงลมสวนกระแส ผ่านปีกมากขึ้น น้ำหนักของเครื่องบิน โดยรวมก็จะทำให้เครื่องบินนั้นๆ มีแรงยกน้อยลง ฉะนั้น ถ้าเครื่องบินหนักมากๆ เราก็ต้อง ทำให้ใบพัดหน้า มีแรงฉุด ให้มากๆ ขึ้น หรือไม่ก็ทำให้พื้นที่ปีก มีพื้นที่มากๆ เพื่อที่จะให้มีแรงยกมาก ขึ้น ด้วยตามลำดับ แต่เมื่อปีกเราใหญ่ขึ้นมากๆ ก็จะมีผลเสียตามมาคือ ปีกจะมีแรงต้านกระแสลม ทำให้เครืองบินเรา บินสู่ลมไม่ค่อยได้ ฉะนั้น ในการออกแบบเครื่องบิน เราจำต้องรู้ว่า เครื่องบิน ที่เราทำนั้น ต้องการจะบินแบบใด เช่นบินแบบร่อน เทรนเนอร์ เล่นท่า ตีลังกา หงายท้อง บรรทุกของหนักๆ เครื่องบินที่ต้องการใช้งานแต่ละอย่าง ก็จะออกแบบ ต่างๆ กันไป แล้วแต่ความต้องการ นั้นๆๆ

                            ถ้าเราต้องการอยากรู้ว่าเครื่องบินที่เราทำขึ้นมานั้น มันจะเหมาะกับการบินแบบสไตล์ไหน ก็มีหลักการคำนวนดังนี้ครับ

สั่งเกตุว่า ตัวเลข wing load ยิ่งน้อย จะทำให้เครื่องบิน สู่ลมไม่ได้ ปลิวไปตามลม แต่ก็มีข้อดีคือน้ำหนักจะเบา ร่อนดี ร่อนง่าย มีความทรงตัวเยี่ยม ใช้พลังงาน น้อยๆ ก็สามารถบินได้สบาย ๆ จัดอยู่ในประเภท เครื่องบิน เทรนเนอร์ นำมาเล่นท่าทาง ไม่สะดวก เหมาะสำหรับนักบินหัดไหม่ๆ หรือหัดทำ แต่ต้องทดลองบิน ตอนอากาศนิ่งๆ ลมสงัด

                     แต่ถ้าตัวเลข Wing load ยิ่งมากๆ เครื่องบินก็จะหนัก แต่เล่นสู่ลมได้ดี มีความคล่องตัวสูง บินเล่นท่าเล่นทางได้สบาย แต่ต้องมีฟรีมือหน่อย ต้องการพลังงานมาก ขับเคลื่อนไปข้างหน้าสูง เพื่อให้ปีกได้เกาะอากาศ ได้

              แหละนี่ก็คือ ความสัมพันธ์ระหว่างปีก ใบพัด น้ำหนักเครื่องบิน ทั้งนี้ ขึ้นอยู่องค์ประกอบอีกหลายอย่าง เช่น การออกแบบปีก ว่าเป็นปีกชนิดไหนๆ ต้องการบินแบบใด และขึ้นอยู่กับความโค้วส่วนบนของปีก (แอร์ฟอย) อีกหลากหลายองค์ประกอบที่นำมานี้เป็นแค่เบื้องต้นเป็นแนวทาง ในการพัฒนาต่อๆไป จบไม่เป็นหรอกครับ การทำเครื่องบินมันเป็นศาสตร์ เครื่องบินนะครับ มะไช่รถ มันเหาะได้..ครับ