Digg ThisSubmit to redditShare via email Share
FOUR FORCES OF FLIGHT สี่แรง ของการบิน (Four forces of flight) ในการทำการบิน จะมีแรงอยู่ สี่แรงที่มากระทำต่อเครื่องบิน ได้แก่ ลิฟ (lift) เวก์ท (weight) ทรัสท์ (thrust) และ แดรก (drag) ลิฟ เป็นแรงยก ที่ถูกสร้างโดย ผลของการไหลของอากาศ ที่ผ่านมายังส่วนล่าง และบนของปีก แรงนี้ช่วยให้เครื่องบินลอยขึ้น เวก์ท เป็นแรงที่มีทิศทางตรงกันข้ามกับ ลิฟ โดยมีสาเหตุมาจากน้ำหนักของเครื่อง ที่ถูกกระทำจากแรงดึงดูดของโลก ทรัสท์ เป็นแรงที่มีทิศทางไปข้างหน้า โดยแรงนี้จะดึงให้เครื่องบินเคลื่อนที่ไปข้างหน้า ในอากาศ แรงนี้จะเริ่มจาก เครื่องยนต์ แรงที่มีทิศทางตรงกันข้ามกับ ทรัสท์ คือ แดรก ซึ่งเป็นแรงที่มีทิศทางไปทางด้านหลังของเครื่องบิน หรือแรงนี้เป็นแรงที่ทำให้เกิดการลดความเร็วของเครื่องบิน และสภาวะที่ สมดุลย์ คือ สภาวะที่ ลิฟ เท่ากับ เวก์ท และ ทรัสท์ เท่ากับ แดรก แรงยก (LIFT) เป็น แรงหลัก ของ แอร์โรไดนามิก (aerodynamic) โดยที่แรงนี้จะมีทิศทางตรงกันข้ามกับ เวก์ท ในการบินตรง บินระดับ (straight-and-level) เมื่อ เวก์ท กับ ลิฟ มีค่าเท่ากัน เครื่องบินก็จะรักษาระดับเดิมไว้ ได้ แต่ถ้า มีแรง ของ แอร์โรไดนามิก อื่นๆ มากระทำต่อเครื่องบิน จะทำให้ เครื่องบิน มีการเปลี่ยนแปลง อาจจะสูงขึ้น หรือ ลดระดับลงแล้วแต่แรงที่มากระทำ ในขณะนั้น เมื่อเครื่องบินจอดอยู่ที่หลุมจอด (ramp) ค่าของแรงที่มากระทำต่อเครื่องบินจะเท่ากัน แต่ไม่ใช้แรงที่ มาจะ แอร์โรไดนามิก ในขณะที่ ลมสงบนั้น ความกด (pressure) บนผิวปีกด้านบน และ ด้านล่าง จะมีค่าเท่ากัน เมื่อไรก็ตามที่ มีการเคลื่อนที่ของ อากาศ ผ่านเครื่องบิน และปีกจึงถือว่าเป็นการเริ่มต้นของ แรงยก ที่เกิดจากการ กระทำของ แอร์โรไดนามิก ในขณะที่ทำการบินอยู่นั้น ความกด บนผิวปีกด้านบน และ ด้านล่าง จะไม่เท่ากัน ที่เป็นเช่นนี้ก็เนื่องมาจาก รูปร่างของปีก โดยที่ปีกจะถูกออกแบบมา เพื่อให้สามารถแบ่ง การไหลของอากาศ ให้เกิดความกดอากาศสูงที่ผิวปีกด้านล่าง และ ให้เกิดความกดอากาศต่ำที่ผิวปีกด้านบน ความแตกต่าง ของความกดอากาศที่ผิวปีกทั้งสองด้านนี้เกิดจาก การเคลื่อนที่ของอากาศ ผ่านปีก นี่เองเป็น แหล่งกำเนิดหลักของ แรงยก การสร้างและการเพิ่ม ลิฟ ทำได้สองวิธีคือ 1.โดยการเพิ่มความเร็วของอากาศที่ไหลผ่านผิวปีก ให้มีความเร็วมากขึ้น 2.โดยการเพิ่มมุมประทะ พื้นผิว (AIRFOILS) หมายถึงพื้นผิว ของเครื่องบิน เช่น ปีกเครื่องบิน ซึ่งจะช่วยให้เกิด แรงทางด้าน แอร์โรไดนามิก เมื่อมีการเคลื่อนที่ของ อากาศผ่านพื้นผิว ปีกก็จะสร้างแรงยก เมื่อมีอากาศไหลผ่านเท่านั้น มีคำศัพท์บางคำเกี่ยวกับปีก ที่เราจะต้องรู้จักดังนี้ ชายปีกหน้า (Leading edge)เป็นส่วนพื้นผิวด้านหน้าของปีก ซึ่งจะปะทะกับอากาศก่อน ชายปีกหลัง (Trailing edge)เป็นส่วนที่อากาศ ที่ไหลผ่านปีกแล้วแยกตัวผ่านพื้นผิวปีกด้านบนและล่างมาพบกัน ทางด้านหลังของปีก เส้นสมมุติ ตัดผ่านด้านทางข้างของผิวปีก (Chord line)เป็นเส้นตรงสมมุติ ที่ลากผ่านพื้นผิวปีกทาง ด้านข้าง จากชายปีกหน้า มายังชายปีกหลัง พื้นผิวปีก (Camber)หมายถึงพื้นผิวปีก ที่มีลักษณะเป็นรูปทรงโค้ง ทั้งทางด้านล่าง และ ด้านบนของปีก โดยผิวปีกด้านบนจะมีความโค้งมาก กว่าด้านล่าง ซึ่งจะทำให้ การเคลื่อนที่ของอากาศ ทางด้านบนมีความเร็ว มากกว่าด้านล่าง ของปีก ทิศทาง สัมพันธของอากาศ (Relative wind)เป็นทิศทางที่ อากาศไหล มายังปีก เช่นถ้าปีกเคลื่อนที่ไปทาง ด้านหน้า ทิศทางของอากาศก็จะไหล สวนทางกับทิศทางของปีก ดังนั้น ทิศทาง สัมพันธของอากาศ จะตรงกันข้ามกับทิศทาง ที่เครื่องบินเคลื่อนที่ (flight path) มุมปะทะ (Angle of attack)เป็น มุมระหว่าง ทิศทางบิน (flight path) กับ เส้นสมมุติ (chord line) และ ทิศทางสัมพันธ ของลม (relative wind) โดยมุมปะทะนี้ เป็นส่วนสำคัญในการ สร้างแรงยก น้ำหนัก (WEIGHT) น้ำหนัก ของเครื่องบินนี้ มีค่าไม่เท่ากันเสมอ เนื่องมาจาก อุปกรณ์ที่ติดตั้งบนเครื่อง ผู้โดยสาร สัมภาระ และจำนวนน้ำมัน ในขณะที่ทำการบินใป น้ำหนักของเครื่องก็จะลดลงไปด้วน เนื่องมาจาก การใช้น้ำมันของเครื่องบิน ทิศทางของ แรงที่เกิดจากน้ำหนักนี้ จะมีทิศทางชี้ลงไปยังศูนย์กลาง ของโลก แรงดัน (THRUST) คือแรงที่ทำให้เครื่องบินเคลื่อนที่ไปข้างหน้า ได้ โดยมีทิศทางตรงกันข้ามกับ แดร์ก ในเครื่องบินใบพัด จะได้แรงนี้มาจาก การที่เครื่องยนต์ส่งกำลัง ไปหมุนใบพัด เพื่อสร้างแรงนี้ ในขณะบินตรง-บินระดับ (straight-and-level) ค่าของ ทรัสท์ จะเท่ากับ แดร์ก เราสามารถเพิ่ม ทรัสท์ ได้โดยการใช้ ทรอทเทอน (throttle) เพื่อเพิ่ม กำลังให้กับเครื่องยนต์ เมื่อกำลังเพิ่มขึ้น จะทำให้ ทรัสท์ มีค่ามากกว่า แดร์ก จึงทำให้เครื่องบินมีอัตราแรง จึงที่ให้เครื่องบินมีความเร็วเพิ่มขึ้น ส่วน แดรกนั้นเมื่อ ทรัสท์เพิ่มขึ้น แดร์กก็จะเพิ่มตาม จนกระทั่งมีค่าเท่ากับ ทรัสท์ ก็จะทำให้ความเร็วอากาศ (airspeed) คงที่ ที่ความเร็วที่สูงกว่าเดิม ณ ตำแหน่งนี้ก็จะเกิด สภาวะสมดุลย์ อีกครั้ง เมื่อเรา ลดทรัสท์ จะทำให้ แดร์กเพิ่มมากขึ้น เป็นสาเหตุให้ ความเร็วอากาศ ลดลง ทำให้เครื่องบินช้าลง เมื่อแดร์กลดลงจนกระทั่งเท่ากับ ทรัสท์ ความเร็วอากาศก็จะคงที่ นั่นคือ การอยู่ใน สถานะสมดุลย์ อีกครั้ง แรงดึง(ต้านทาน) (DRAG) แดร์กนั่นมีความสัมพันธกับ ลิฟ โดยแดร์กจะเกิดจาก พื้นผิวของเครื่องบิน กับอากาศที่ผ่าน มายังเครื่องบิน เครื่องบินที่มีผิวปีกใหญ่ จะสร้างแดร์กมาก (สร้างลิฟมากด้วย) ถ้าเราเพิ่ม ความเร็วอากาศ หรือ เพิ่ม มุมปะทะ (angle of attack) ก็จะเป็นการเพิ่ม แดร์ก (และ ลิฟ) แดร์กมีทิศทางตรงกัน ข้าม กับ ทรัสท์ แดร์กมี สอบประเภท ดังนี้ 1.พาราไสท แดร์ก (parasite drag) เป็น แดร์กที่เกิดจาก รูปทรงของเครื่องบิน แดร์กชนิดนี้ จะเพิ่มเมื่อ เราเพิ่มความเร็วอากาศ แต่ไม่เกี่ยว กับการสร้าง ลิฟ 2.อินดิวซ์ แดร์ก (induce drag) เป็น แดร์กที่เกิดจาก ผลของการสร้าง ลิฟ ซึ่งเกี่ยวข้องโดยตรงกับ มุมปะทะของปีก แดร์กทั้งสองชนิดนี้ สามารถ คิดเป็น ค่ารวมเรียกว่า โททอน แดร์ก (total drag) ขอขอบคุณ ข้อมูลทั้งหมดจากเว็บไซต์ โรงเรียนการบิน

Leave a Reply

Your email address will not be published.

Post Navigation