นักบินเฮลิคอปเตอร์ มีการควบคุมทิศทางการบินอย่างไร ขณะอยู่บนอากาศ
สวัสดีชาว blockdit ทุกท่านครับ ในวันหยุด on weekend แบบนี้ Swivel มีสาระดีๆ เกี่ยวกับ #ศาสตร์การบิน มาฝากกัน
ศาสตร์การบินวันนี้ จะว่ากันด้วยเรื่อง ระบบควบคุมทิศทางการบิน ของนักบิน หรือที่เรียกกันว่า “Flight Control System”
Flight Control System (ระบบควบคุมการบิน)
เฮลิคอปเตอร์สามารถสร้างแรงยกได้โดยนักบินยกคันบังคับ Collective ของในบริเวณด้านซ้ายของนักบิน และจะไปบังคับให้แผ่นไม่หมุน Stationary Star เลื่อนขึ้น เป็นผลให้แผ่นหมุนหรือ Rotating Star ด้านบนไปบังคับกลไกให้ทำการปรับมุมกลีบโรเตอร์ใบพัดหลักทุกใบให้ทำมุมปะทะกับอากาศสูงขึ้น และทำให้เฮลิคอปเตอร์ยกตัวขึ้นได้
แต่ในทางกลับกันหากต้องการให้เฮลิคอปเตอร์ลดระดับความสูง นักบินต้องกดคันบังคับ Collective ลง มุมปะทะกับอากาศของกลีบใบพัดหลักจะลดลง ทำให้ตัวเครื่องลดระดับความสูงลงมา
สำหรับการเคลื่อนที่ไปข้างหน้า หรือไปทางซ้าย-ขวา หรือบินถอยหลัง สามาถทำได้โดยนักบินจะใช้ Cyclic ที่อยู่ด้านหน้าตรงกลางของตำแหน่งที่นั่งนักบิน บังคับไปในทิศทางที่ต้องการ เช่น ถ้าจะบินไปข้างหน้าก็ดัน Cyclic ไปข้างหน้า กลไกบังคับจะทำให้แผ่นไม่หมุนเอียงไปข้างหน้า ซึ่งจะเป็นผลให้กลไกของแผ่นหมุนทำงาน ทำให้ชุดของใบพัดหลักเอียงไปด้านหน้าด้วย เฮลิคอปเตอร์จึงเคลื่อนที่ไปข้างหน้า
ในทางกลับกันหากต้องการบินถอยหลัง นักบินก็เพียงแต่ดึง Cyclic มาด้านหลังชุดใบพัดหลักจะปรับเอียงมาด้านหลัง ทำให้เฮลิคอปเตอร์สามารถบินถอยหลังได้อย่างง่ายดาย และสำหรับการเลี้ยวก็ทำได้โดยการโยกคัน Cyclic ไปยังทิศทางที่ต้องการจะเลี้ยว
แต่การเลี้ยวในลักษณะนี้ อาจไม่ Coordinate นักบินเฮลิคอปเตอร์จึงจำเป็นต้องใช้คันบังคับที่เท้า Foot Pedals(Anti-torque) หรือ Rudder ช่วยเสริมในการเลี้ยวตัวเครื่องเช่นเดียวกันกับการบังคับเลี้ยวในเครื่องบินปีกตรึงนั่นเอง
ข้อจำกัดทางกายภาพของเฮลิคอปเตอร์ในอดีต ขึ้นอยู่กับกำลังของเครื่องยนต์ แต่ในยุคปัจจุบันนี้วิศวกรผู้ออกแบบและพัฒนาเครื่องยนต์ของเฮลิคอปเตอร์ สามารถข้ามขีดจำกัดนี้ไปได้ จึงเหลือเพียงสองส่วนหลักๆ ที่สำคัญ คือ ส่วนที่เกี่ยวข้องกับใบพัดหลัก เช่น การร่วงหล่นของกลีบใบพัดหลัก การเกิดกระแสอากาศที่ไปรบกวนระหว่างกลีบใบพัด และทำให้ใบพัดหลักไม่เกาะอากาศ
การบังคับควบคุมที่ไม่สามารถกระทำได้อย่างเต็มประสิทธิภาพ ในขณะที่บินด้วยความเร็วสูงสุด และส่วนของรูปทรงในเฮลิคอปเตอร์ ที่สร้างแรงต้านขึ้นโดยไม่สามารถแก้ไขได้ เช่น ช่วงแกนหมุนของใบพัดหลัก ลำตัวและฐานล้อ การเคลื่อนที่ไปข้างหน้าของเฮลิคอปเตอร์ เป็นหัวใจหลักที่ต้องคำนึงถึงในการ ออกแบบเฮลิคอปเตอร์ เนื่องจากความเร็วในบริเวณปลายใบพัด สูงกว่าความเร็วตรงแกนกลางของแกนโรเตอร์ และสามารถเพิ่มขึ้นได้จากการเคลื่อนที่ไปข้างหน้าจนใกล้กับความเร็วเสียง ซึ่งจะส่งผลกระทบอย่างยิ่งยวดกับแรงทางอากาศพลศาสตร์ และโครงสร้างของกลีบใบพัด ปลายของใบพัดที่หมุนด้วยความเร็วสูงจนใกล้ความเร็วเสียง
สามารถทำการคำนวณค่าอย่างคร่าวๆ ได้ดังนี้ เฮลิคอปเตอร์ ทั่วๆ ไป ที่มีความเร็วสูงสุดประมาณ 300 กิโลเมตรต่อชั่วโมง หรือ V=83 เมตร/วินาที ด้วยทฤษฎีของแรงต้านความเร็วมัค 0.85 เป็นความเร็วในค่าวิกฤติที่ไม่เหมาะสมกับโครงสร้าง ดังนั้น ใช้ความเร็วที่ 0.85 มัค คำนวณหาความเร็วที่เกิดขึ้นจากการหมุนของใบพัด จะได้ U=210 เมตร/วินาที หากกำหนดให้รัศมีของกลีบใบพัดเท่ากับ 6 เมตร ความเร็วรอบของใบพัดจะมีค่าประมาณ 350 รอบ/นาที
ในกรณีของสมรรถนะของเฮลิคอปเตอร์ในความเป็นจริง ค่อนข้างสลับซับซ้อนมาก เนื่องจากการไหลวนของกระแสอากาศผ่านใบพัดหลัก มีความปั่นป่วนที่ยากต่อการเทียบเคียงให้ใกล้กับค่าที่แท้จริง มีทฤษฎีอย่างง่ายๆ ที่อยู่ภายใต้สมมติฐานของอากาศไหลไม่อัดตัว อากาศเป็นก๊าชที่ไหลอย่างสม่ำเสมอตลอดหน้าตัดของใบพัดหลัก (ใช้สมกรณ์แบร์นูลลี และกฎของการรักษามวล) ซึ่งทฤษฎีเหล่านี้สามาถอธิบายปรากฏการณ์ได้ในบางกรณีเท่านั้น คือ การลอยตัวของเฮลิคอปเตอร์นิ่งๆ การบินขึ้นสู่อากาศด้วยความเร็วต่ำและการบินลงด้วยความเร็วสูง
จากที่อ่านกันมาทั้งหมด จะเห็นได้ว่า ถ้าเรารู้วิธีบังคับอากาศยาน ใครๆก็สามารถขับได้ เช่นเดียวกับจักรยานยนต์หรือรถยนต์ แต่ทำไมถึงต้องมีการฝึกนักบิน เหตุผลที่สำคัญเลยก็คือ ในการบินนั้น หากเกิดเหตุฉุกเฉินอย่างไร นักบินจะถูกฝึกให้มีการ “ตัดสินใจ” ในเวลาอันฉับพลัน และนักบินจะต้องมีจิตวิญญาณของนักบินจริงๆ กล่าวคือ ถ้าเกิดเหตุฉุกเฉินจริงๆ แบบที่ว่าไม่สามารถแก้ไขอะไรได้ นักบินจะต้อง ตัดสินใจอย่างไรก็ได้ให้มีความเสียหายน้อยที่สุด
แน่นอนว่านักบินต้องถูกปลูกจิตสำนึกในเรื่องดังกล่าวด้วย เช่นกันกับ ช่างภาคพื้น การซ่อมบำรุงถือได้ว่ามีความสำคัญมากๆ นักบินกับช่างจึงไม่ต่างอะไรกับคู่หูที่ต้องจับมือกันไปตลอดเวลา นี้แหละครับคือ การบิน
อย่าลืมติดตาม ตอนต่อไปได้ที่นี่ Swivel บนแอพ blockdit.com
Blockdit แอปที่เป็นเหมือนคลังความรู้ขนาดใหญ่ อ่านฟรี
โหลดเลย Blockdit.com/download
“Infinite development drive by Swivel”
Swivel | Everything Are Swiveling
เขียนโดย
• Gwatt
• Dragondream
#blockdit #swivel #area51 #technology #car #boat #aircraft #helicopter
- 6
โฆษณา
- ดาวน์โหลดแอปพลิเคชัน
- © 2026 Blockdit
