ตั้งกระทู้ใหม่

แรงยกและอากาศพลศาสตร์เบื้องต้น (Lift and Basic Aerodynamics)


ลบ แก้ไข



แรงยกและอากาศพลศาสตร์เบื้องต้น (Lift and Basic Aerodynamics)

เพื่อความเข้าใจในการทำงานของเครื่องบิน เราจำเป็นต้องทำความเข้าใจแนวความคิดเกี่ยวกับอากาศพลศาสตร์เบื้องต้นเสียก่อน เริ่มด้วยเรื่องของแรงที่กระทำต่อเครื่องบิน อาจจะน่าเบื่อนิดหน่อย แต่สำหรับผู้ที่สนใจเรื่องการบิน คงจะพอรับได้นะครับ

แรงหลักสี่ชนิดซึ่งกระทำต่อเครื่องบินที่กำลังบินตรงบินระดับและบินด้วยความเร็วคงที่ ประกอบไปด้วย

Thrust(แรงขับ)
Lift(แรงยก)
Weight (น้ำหนักเครื่องบิน)
Drag(แรงต้าน)

Thrust หรือแรงขับ คือแรงที่กระทำไปด้านหน้าโดยได้มาจากเครื่องยนต์หรือใบพัด ซึ่งจะกระทำในทิศทางตรงข้ามกับ Drag หรือแรงต้าน

Drag หรือแรงต้าน คือแรงที่กระทำไปด้านหลัง ซึ่งเกิดจากการรบกวนกระแสอากาศโดยปีก ลำตัวเครื่องบิน และวัตถุใดๆที่โผล่ขึ้นมาจากส่วนของเครื่องบิน โดย Drag จะมีทิศทางตรงข้ามกับ Thrust และกระทำไปด้านหลังในทิศทางที่ขนานกับทิศทางลมสัมพัทธ์ (Relative wind)

Weight หรือน้ำหนัก คือภารกรรม(Load) ที่เกิดจากน้ำหนักตัวเครื่องบิน บวกกับน้ำหนักลูกเรือและผู้โดยสาร น้ำหนักของเชื้อเพลิงและสินค้าสัมภาระต่างๆ น้ำหนักของเครื่องบินจะดึงเครื่องบินลงไปด้านล่างเนื่องจากแรงโน้มถ่วงของโลก มันจะออกแรงในทิศทางตรงข้ามกับ Lift หรือแรงยก และมีทิศทางของแรงที่กระทำผ่านจุดศูนย์กลางของแรงโน้มถ่วงของเครื่องบิน หรือที่เรียกว่า Center of Gravity (CG)

แรงสุดท้ายคือ Lift หรือแรงยก ซึ่งจะกระทำในทิศตรงข้ามกับ Weight คือจะกระทำขึ้นไปด้านบน แรงนี้เกิดขึ้นจากพลวัตของกระแสอากาศที่กระทำต่อปีกเครื่องบิน และกระทำในทิศทางตั้งฉากกับจุดศูนย์กลางของแรงยกของปีก หรือ Center of Lift

เครื่องบินจะเคลื่อนที่แบบสามมิติและถูกควบคุมโดยการหมุนไปรอบแกนทั้งสามแกน (Axis) ซึ่งแกนดังกล่าวได้แก่

Longitudinal or roll axis ซึ่งสมมติให้เป็นแกนที่เหมือนไม้วางพาดจากส่วนหัวเครื่องไปหาท้ายเครื่อง โดยไม้ท่อนนี้จะวางผ่านจุดศูนย์กลางของแรงโน้มถ่วงหรือ CG ถ้านักบินบังคับให้หมุนรอบแกนนี้ เครื่องบินจะหมุนแบบโคลงปีกไปมา

Lateral or pitch axis ซึ่งสมมติให้เป็นแกนที่เหมือนไม้วางพาดจากปลายปีกข้างหนึ่งไปยังปลายปีกอีกด้านหนึ่ง โดยไม้ท่อนนี้จะวางผ่านจุดศูนย์กลางของแรงโน้มถ่วงหรือ CG เช่นกัน ถ้านักบินบังคับให้หมุนรอบแกนนี้ เครื่องบินจะหัวเชิดขึ้นหรือหัวทิ่มลง

Vertical or yaw axis ซึ่งสมมติให้เป็นแกนที่เหมือนไม้วางในแนวตั้งทะลุลำตัวเครื่องบินผ่านจุดศูนย์กลางของแรงโน้มถ่วงหรือ CG เช่นกัน ถ้านักบินบังคับให้หมุนรอบแกนนี้ เครื่องบินจะหัวส่ายไปมา

การเคลื่อนไหวที่ถูกควบคุมโดยนักบินจะทำให้เครื่องบินหมุนไปรอบๆแกนใดแกนหนึ่งในสามแกนดังกล่าวผ่านจุด CG หรืออาจจะหมุนไปพร้อมๆกันสองหรือสามแกน ทำให้นักบินสามารถควบคุมเครื่องบินให้เคลื่อนที่ไปได้ตามที่ต้องการ

จะเห็นได้ว่า Center of Gravity หรือ CG เป็นองค์ประกอบที่สำคัญที่สุดในการออกแบบเครื่องบิน มันเป็นจุดเฉพาะที่มวลหรือน้ำหนักของเครื่องบินตกอยู่ ตำแหน่งของ CG ของเครื่องบินเป็นตัวกำหนดเสถียรภาพ (Stability) ของเครื่องบินที่กำลังบินอยู่ หากCG เคลื่อนที่ไปด้านหลังคือถอยร่นไปทางท้ายเครื่อง จะทำให้เครื่องบินไม่มีเสถียรภาพ

ครั้งต่อไปเราจะมาดูกันว่า ชิ้นส่วนต่างๆของเครื่องบินที่สำคัญๆมีอะไรบ้างนะครับ



โดย นักบิน
วันที่ 3 ก.ย. 58 10:46 น.
กระทู้นี้เปิดอ่านแล้ว 1,794 ครั้ง

ความคิดเห็นทั้งหมด (เปิดดู 1,794 ครั้ง ตอบ 0 ครั้ง)

แสดงความคิดเห็นของท่านที่นี่



กระทู้แนะนำ