มหัศจรรย์แห่งปีกเครื่องบิน
ไม่ว่าเราจะบินไปสำรวจจุดหมายปลายทางใหม่ๆ เยี่ยมคนที่เรารัก หรือพิชิตการประชุมงานครั้งหน้า เราไม่ได้นึกถึงปีกที่ช่วยให้เราไปถึงจุดหมายเสมอไป พวกมันยังเป็นอุปกรณ์ที่ได้รับการออกแบบทางวิศวกรรมขั้นสูงที่สามารถจัดการกับน้ำหนักบรรทุกและแรงที่ขัดขวางความปรารถนาที่จะบินของมนุษยชาติมาช้านาน ลองมาสำรวจดูว่าปีกทำงานอย่างไร และมีอะไรอยู่ข้างในบ้าง
มองออกไปนอกหน้าต่างในครั้งต่อไปที่ปีกคู่หนึ่งจะพาคุณขึ้นไปบนท้องฟ้า และพิจารณาถึงความสวยงามของมัน พวกมันทำงานอย่างไร มีอะไรอยู่ข้างใน และปีกของวันพรุ่งนี้จะเป็นอย่างไร อ่านต่อเพื่อรับประสบการณ์ยกระดับ!
ยกตัวจากพื้น
ต้องใช้แรงยกมากในการนำเครื่องบินขึ้นจากพื้น การคำนวณว่าเท่าไหร่… ซับซ้อน หากคุณจำเป็นต้องรู้จริงๆ ลิฟต์ที่ต้องใช้จะเท่ากับครึ่งหนึ่งของความหนาแน่นของอากาศที่เครื่องบินกำลังบินอยู่ คูณด้วยความเร็วของเครื่องบินยกกำลังสอง โดยพื้นที่ผิวปีก และโดยค่าสัมประสิทธิ์การยก ซึ่งขึ้นอยู่กับมุมปะทะและรูปร่างของปีก หรือแคมเบอร์
พูดง่ายๆ ก็คือ แคมเบอร์ทำให้อากาศที่ไหลบริเวณพื้นผิวส่วนล่างของปีกมีความดันเพิ่มขึ้น ที่สร้างการยก เมื่อแรงยกมากกว่าน้ำหนักของเครื่องบิน (เช่น มวลโน้มถ่วงที่กดค้างไว้) เราจะบินขึ้น
ยกของหนัก
ที่ความเร็วการบิน การยกตัวส่วนใหญ่ที่ช่วยให้เครื่องบินอยู่ในอากาศมาจากการเคลื่อนตัวไปข้างหน้า อย่างไรก็ตาม ในช่วงความเร็วต่ำของการบิน จำเป็นต้องได้รับความช่วยเหลือเล็กน้อย นั่นมาจากปีกและแฟลบ ซึ่งเพิ่มพื้นผิวปีกและแคมเบอร์ชั่วคราว จำการคำนวณการยกตัวได้ไหม สิ่งเหล่านี้เรียกรวมกันว่า' อุปกรณ์ยกตัว'
A350-900 Airbus MSN005 พิสูจน์เส้นทางเที่ยวที่ 2 - ลงจอด
สปอยเลอร์
สปอยเลอร์ช่วยสร้างการไหลเวียนของอากาศเพื่อทำให้เครื่องบินช้าลง พวกมันจงใจสร้างการลากและทำลายการยกไกลออกไปตามขอบท้ายของปีก พ้นขอบปีกเป็นปีก การปรับใช้พวกเขายกปีกวางเครื่องบินเข้าไปในธนาคารเพื่อเลี้ยว ยิ่งคุณกดบานพับที่ประตูมากเท่าไหร่ ก็ยิ่งเปิดได้ง่ายขึ้นเท่านั้น เป็นหลักการเดียวกันสำหรับปีกนก ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมจึงอยู่ที่ปลายปีกเพื่อให้ได้ผลสูงสุด
การลดปีกทางปีกซ้ายจะยกขึ้น ในขณะที่การยกปีก ทางปีกขวาจะให้ผลตรงกันข้าม นั่นทำให้เครื่องบินเป็นฝั่งขวาในกรณีนี้
เช่นเดียวกับสปอยเลอร์ ปีกนกถูกควบคุมด้วยระบบไฮดรอลิก หมายความว่าพวกมันใช้แรงจากแรงดันของเหลว เนื่องจากมันให้การตอบสนองที่เร็วกว่าแอคชูเอเตอร์เชิงกล นั่นเป็นสิ่งสำคัญเมื่อต้องหลบหลีกด้วยความเร็วสูง
แอร์บัส A320neo PW MSN6101 - การทดสอบอุณหภูมิสูง แอร์บัส A320neo PW MSN6101 Immatriculation number: F-WNEO
ประสิทธิภาพตามธรรมชาติ
ถัดจากปีกขนาดใหญ่คือ 'ปีกขนาดเล็ก' เหล่านี้ช่วยยกเลิกลมวนที่ทำให้เกิดการลาก - ลมหมุน - ที่ก่อตัวเป็นกระโปรงอากาศรอบปลายปีก หน้าที่หลักคือทำให้ปีกยาวขึ้น เพิ่มศักยภาพในการยก ลองนึกถึงนกอัลบาทรอสที่มีปีกเรียวยาว มันสามารถร่อนได้นานหลายชั่วโมงในกระแสอากาศ นั่นคือประสิทธิภาพของมัน
ในขั้นตอนการบิน เครื่องบินจะเคลื่อนที่ผ่านอากาศหลายองศาที่ต่ำกว่าศูนย์ น้ำแข็งก่อตัวขึ้นที่ปีก ทำให้ประสิทธิภาพแอโรไดนามิกของส่วนนำลดน้อยลง ดังนั้นเครื่องบินของแอร์บัสจึง 'ระบาย' อากาศร้อนออกจากเครื่องยนต์เพื่อให้ความร้อนแก่ขอบนำหน้าและแผ่นระแนง ทำให้น้ำแข็งเกาะอยู่ที่ช่อง
ปิกเติมน้ำมัน
ปีกยังเป็นที่เก็บเชื้อเพลิง เชื้อเพลิงถูกใช้เพื่อลดภาระหรือ 'ภาวะน้ำหนัก' บนเครื่องบิน ตัวอย่างเช่น ขณะที่ปีกโค้งขึ้น การเก็บเชื้อเพลิงนอกเรือจะช่วยต่อต้านน้ำหนักที่เพิ่มขึ้น การเคลื่อนย้ายไปมาต้องใช้ปั๊มซึ่งจัดการโดยอัตโนมัติโดยระบบจัดการเชื้อเพลิงของเครื่องบิน
จากนั้นมีท่อระบายน้ำ น้ำมันเครื่องบินประกอบด้วยน้ำซึ่งควบแน่นในถัง หากน้ำจมลงไปที่ด้านล่างของปีก ก็อาจรบกวนการทำงานของเครื่องยนต์ได้ ดังนั้นจึงจำเป็นต้องระบายน้ำมันออกอย่างสม่ำเสมอ
สุดท้าย ชุดสายไฟและท่อไฮดรอลิกที่ให้พลังงานแก่ระบบควบคุมการบินจะถูกป้อนเข้าทางขอบท้ายของปีก และได้รับการออกแบบสำรองเพื่อให้แน่ใจว่าระบบเหล่านั้นพร้อมใช้งานเสมอ แม้ในสถานการณ์ที่ล้มเหลว
อนาคตของปีกเครื่องบิน
ในโลกที่สมบูรณ์แบบ ปีกในอุดมคติควรมีความยาว เพรียวบาง และยืดหยุ่นพร้อมปลายปีกแบบพับได้เพื่อสร้างแรงยกและประสิทธิภาพที่มากขึ้น มันจะทำมาจากวัสดุที่มีน้ำหนักเบาและไม่สามารถใช้สำหรับเก็บเชื้อเพลิงได้เหมือนปีกในปัจจุบัน
เนื่องจากไฮโดรเจนซึ่งเป็นหนึ่งในผู้สืบทอดระยะยาวของน้ำมันก๊าดจะต้องใช้แนวทางใหม่ในการเก็บเชื้อเพลิงไว้บนเครื่องบิน ต้องเก็บไฮโดรเจนไว้ในถังแช่แข็งขนาดใหญ่ ซึ่งส่วนใหญ่น่าจะอยู่ภายในลำตัวเครื่องบิน สิ่งนี้จะเปลี่ยนจุดศูนย์ถ่วงของเครื่องบิน ซึ่งจะส่งผลต่อการออกแบบปีกในอนาคต
วิธีการใหม่ในการติดปีกนี้เปิดโอกาส หากเชื้อเพลิงไม่ได้ถูกเก็บไว้ในปีกอีกต่อไป เราจำเป็นต้องคิดใหม่เกี่ยวกับขนาด วิธีที่เราถ่วงน้ำหนักบรรทุก และปัจจัยอื่นๆ อีกหลายประการ ในทางกลับกัน อาจหมายถึงพื้นที่ที่มากขึ้นสำหรับใส่และจัดเก็บอุปกรณ์ยกสูง ทำให้การติดตั้งระบบง่ายขึ้น
แอร์บัสมีโครงการวิจัยเฉพาะเพื่อสำรวจเทคโนโลยีใหม่เหล่านี้ ตัวอย่างเช่น ใน โครงการ Wing of Tomorrow ผู้เชี่ยวชาญศึกษาวิธีการดัดแปลงปีกสำหรับเทคโนโลยีใหม่ วิธีการสร้างและวิธีการผลิตจำนวนมากสำหรับเครื่องบินรุ่นอนาคต เราจะพิจารณาอย่างละเอียดยิ่งขึ้นในบทความถัดไปในชุดนี้ คอยติดตาม!
สมการการยกตัว
The lift equation
L= CL x ½ 𝜌 v 2วินาที
โดยที่ L = การยก, C L = ค่าสัมประสิทธิ์การยก, 𝜌 = ความหนาแน่นของอากาศ, v = ความเร็ว และ s = พื้นที่ผิว
The lift equation
L= CL x ½ 𝜌 v2s
Where L = lift, CL = lift coefficient, 𝜌 = air density, v = speed and s = surface area
ประโยชน์ทางชีวภาพ
ปีกเครื่องบินที่ลดกระแสวนของลม ซึ่งพบที่ส่วนท้ายของปีกเครื่องบินได้รับแรงบันดาลใจจากครีบหลังของฉลาม ซึ่งให้การบังคับเลี้ยว การยกตัว และการขับเคลื่อน ปีกเล็กเหล่านี้ ในกรณีของตระกูล A320 เป็นตัวอย่างของการเลียนแบบสิ่งมีชีวิต การจำลองระบบและองค์ประกอบต่างๆ ในธรรมชาติเพื่อยกระดับการสร้างสรรค์ของมนุษย์
ที่มา : Airbus
- 1
โฆษณา
- ดาวน์โหลดแอปพลิเคชัน
- © 2025 Blockdit
