Blockdit Logo (Mobile)
Antfield
•
2 มี.ค. 2021 เวลา 16:50 • วิทยาศาสตร์ & เทคโนโลยี
NASA AD-1 "กรรไกรทะยานฟ้า" เครื่องบินดีไซน์สุดแหวกที่ดูราวกับกรรไกรพุ่งทะยานแหวกอากาศไปข้างหน้า
เครื่อง AD-1 ขณะทำการบินทดสอบ
ปัจจุบันเครื่องบินที่เราเห็นบินอยู่บนท้องฟ้าสิ่งหนึ่งที่ทุกคนรับรู้เมื่อมองมันก็คือรูปทรงที่สมมาตร และเราจะไม่ได้เห็นเครื่องบินสุดแนวที่มีปีกเอียง ๆ เป็นแน่แท้
ซึ่งมันมีเหตุผลรองรับแน่ ๆ แต่รู้ไหมครับว่าช่วงสมัยหนึ่งของศตวรรษที่ 20 นั้น มีวิศวกร NASA ท่านหนึ่งคิดนอกกรอบสุด ๆ ด้วยการออกแบบเครื่องบินที่มีปีกซึ่งสามารถปรับมุมจนทำให้มันดูเหมือนกับกรรไกรบินได้
1
X-5 เครื่องบินรุ่นทดสอบการพับปีกได้ระหว่างบิน
AD-1 หรือ Ames-Dryden-1 ออกแบบโดย Robert Thomas Jones ซึ่งเป็นการนำไอเดียส่วนตัวของเขาผสมเข้ากับข้อมูลการบินทดสอบของเครื่อง X-5 ซึ่งเป็นเครื่องบินต้นแบบของเครื่องบินที่สามารถพับปีกได้
ซึ่งคอนเซปการพับปีกระหว่างทำการบินนี้ก็ได้มีการนำมาใช้ในเครื่องบินอีกหลายรุ่นต่อมาที่ถูกใช้งานจริง อาทิ F-14, F-111, B-1, และเครื่อง Panavia Tornado ของอังกฤษ
F-14, F-111, B-1, และเครื่อง Panavia Tornado เหล่าเครื่องบินที่พับปีกได้ระหว่างทำการบิน
Jones นำเอาคอนเซปการพับปีกระหว่างบินมาใช้ในการออกแบบ AD-1 แต่แทนที่จะพับลู่ไปข้างหลัง แต่ AD-1 นั้น ใช้การหมุนปีกรอบแกนหมุนที่อยู่กลางลำตัวเครื่องระหว่างทำการบินแทน
ซึ่งจะทำให้เมื่อบิดหมุนปีกไปจากตำแหน่งปกติก็จะทำให้เครื่อง AD-1 นั้นมีลักษณะที่ดูแปลกตาเมื่อเทียบกับเครื่องบินทั่วไปเพราะมันจะไร้สมมาตร และเมื่อบิดมาก ๆ ก็จะดูเหมือนกับกรรไกรเลยทีเดียว
1
ปรับได้ตั้งแต่ตั้งฉากแบบเครื่องบินปกติจนถึงมุมแคบแค่ 30 องศากับตัวเครื่อง
หลังจากการทดสอบด้วยโมเดลในอุโมงค์ลม ผลที่ได้พบว่ามีความเป็นไปได้ที่จะสร้างเครื่องบินความเร็วเหนือเสียงด้วยปีกที่ปรับหมุนเฉียงได้ และผลทดสอบพบว่าปีกแบบหมุนนี้ยังสามารถช่วยประหยัดเชื้อเพลิงกว่าเครื่องบินปีกปกติกว่าครึ่งเลยทีเดียว
หลังจากนั้นเครื่อง AD-1 ก็ถูกสร้างแบบย่อส่วนขนาดเล็กสำหรับนักบินคนเดียว ติดตั้งด้วยเครื่องยนต์ TRS18-046 ซึ่งเป็นเครื่องยนต์เทอร์โบเจตขนาดเล็กและปีกที่ปรับหมุนได้ สามารถบินทำความเร็วสูงสุดได้ 322 กิโลเมตรต่อชั่วโมงแต่เพื่อความปลอดภัยในการบินทดสอบจะถูกจำกัดความเร็วไว้ไม่เกิน 270 กิโลเมตรต่อชั่วโมง
Richard E. Gray นักบินทดสอบถ่ายคู่กับเครื่อง AD-1 ที่ฐานทดสอบ circa ในปี 1982
ตัวเครื่องและปีกทำจากไฟเบอร์กลาสหุ้มบนแกนที่ทำจากโฟมแข็ง จึงทำให้มีน้ำหนักเบาเพียง 973 กิโลกรัม
AD-1 ได้ขึ้นทำการบินทดสอบเก็บข้อมูลการบินกว่า 79 เที่ยวบินในช่วงปี 1979-1982
ซึ่งในช่วงทำการบินขึ้น-ลง ปีกจะถูกปรับในตำแหน่งตั้งฉากเหมือนกันเครื่องบินปกติเพื่อเพิ่มแรงยกสูงสุด และเมื่อทะยานขึ้นสู่ท้องฟ้าและต้องการบินทำความเร็วตัวปีกก็จะถูกปรับหมุนให้เหมือนกรรไกร(scissor wing) เพื่อลดแรงต้านอากาศ
ซึ่งการลู่ปีกไปด้านหลังระหว่างทำการบินของเครื่องบินเจทเมื่อทำการบินด้วยความเร็วเหนือเสียงนั้นก็เพื่อลดปัญหา Wave Drag หรือแรงต้านอากาศจากปีกเครื่องบินที่ทำการบินด้วยความเร็วเหนือเสียง
1
แต่ Jones เสนอว่าแทนที่จะให้ปีกลู่ไปข้างหลังทั้งสองข้างให้ทำการบิดปีกไปด้านหน้าข้างหนึ่งแทนจะให้ผลในการลดแรงต้านและลดการใช้เชื้อเพลิงได้ดีกว่าแบบปีกลู่ไปด้านหลังคู่ ซึ่งเป็นรูปแบบของปีกเฉียง oblique wing หรือปีกกรรไกร scissor wing
เพราะคลื่นกระแทกที่เกิดบริเวณปีกทำให้การแสอากาศด้านหลังคลื่นกรแทกเกิดความปั่นป่วนส่งผลให้เกิดแรงต้านอากาศมากขึ้น
ทั้งนี้สมัยช่วงสงครามโลกครั้งที่ 2 วิศวกรเยอรมันเคยได้ทำการศึกษาแนวคิดการสร้างเครื่องบินปีกเฉียงมาก่อนแล้ว แต่ยังไม่ได้สร้าง และกว่า Jones จะทำให้คนเชื่อว่าปีกเฉียงนี้มันเวิร์คเขาก็ต้องใช้เวลาร่วม 20 ปีเลยทีเดียว
สำหรับการออกแบบของ Jones นั้นเครื่องบินปีกเฉียงของเขาจะปรับมุมระหว่างบินไม่ได้(เลือกมุมที่ดีที่สุดแล้วล๊อคไว้เลย) แต่ AD-1 ออกมาแบบมาให้ปรับมุมได้ ทั้งนี้เพื่อให้สามารถทดสอบการบินในมุมต่าง ๆ ได้อย่างครบถ้วนทีเดียว
Messerschmitt ME P1109 เครื่องบินปีกเฉียงแบบคู่ของกองทัพเยอรมันที่เป็นแค่ไอเดียในกระดาษ ยังไม่ทันได้ถูกสร้างขึ้นจริง
ซึ่งผลก็เป็นไปตามที่คาดไว้ ปีกเอียงนั้นสามารถช่วยลดแรงต้านอากาศได้เป็นอย่างดี แต่ก็ทำให้ได้พบกับจุดอ่อนของเครื่องบินปีกเฉียงด้วย
นั่นคือเมื่อบิดเป็นมุมแคบเกิน 50 องศาขึ้นไป นักบินทดสอบต่างก็เห็นพ้องกันว่าการควบคุมเครื่องทำได้ยากเพราะเสถียรภาพการบินลดลงอย่างมาก และเมื่อบิดมุมปีกสุดที่ 60 องศาเครื่องจะสั่นอย่างมาก
หลังจากการบินทดสอบเที่ยวสุดท้ายในวันที่ 7 สิงหาคม 1982 เครื่อง AD-1 ก็ได้ถูกนำไปเก็บไว้ที่พิพิธภัณฑ์ Hiller Aviation Museum ในแคลิฟอร์เนีย
ทุกวันนี้เครื่อง AD-1 ก็ยังคงถูกจัดแสดงไว้ที่ Hiller Aviation Museum
และนี่ก็คือเรื่องราวของเครื่องบินปีกกรรไกร ที่เรียกได้ว่าแทบจะเป็นหนึ่งเดียวในโลก
แม้ว่าวันนี้เครื่องบินปีกเฉียงนี้จะไม่ได้ออกมาโลกแล่นทะยานฟ้า แต่ AD-1 ก็คือตำนานที่ได้ทำให้รู้ว่าเครื่องบินปีกเฉียงมันบินได้จริง และมีประสิทธิภาพในการบินสูงเสียด้วย (แต่ก็ต้องแลกมาด้วยเสถียรภาพการบิน)

ดูเพิ่มเติมในซีรีส์

โฆษณา