Home
Education
Classroom
Knowledge
Blog
TV
ธรรมะ
กิจกรรม
โครงการทรูปลูกปัญญา

อากาศยาน

Posted By Plookpedia | 26 เม.ย. 60
20,085 Views

  Favorite

อากาศยาน

 

อากาศยาน คือ ยานที่เคลื่อนที่ไปในอากาศการเคลื่อนที่นั้นอาจอาศัยแรงลมพัดไปหรือใช้แรงดันของเครื่องจักรกลชนิดใดชนิดหนึ่งที่ติดตั้งไว้ในอากาศยานนั้น ๆ

านส

 

อากาศยานมีทั้งประเภทเบากว่าอากาศและประเภทหนักกว่าอากาศ ได้แก่ บอลลูนหรือโพยมยาน เรือเหาะหรืออากาศนาวาประเภทหนักกว่าอากาศมีมากชนิด ได้แก่ เครื่องบิน เครื่องร่อน เฮลิคอปเตอร์ ว่าว ไจโรเพลนและเครื่องกระพือบินเครื่องบินยังจำแนกออกอีกเป็นเครื่องบินบนบกหรือเครื่องบินธรรมดา เครื่องบินทะเล เครื่องบินหรืออากาศยานสะเทินน้ำสะเทินบก

เรือแพล่องลอยอยู่เหนือผิวน้ำได้เพราะเบากว่าน้ำน้ำจึงสามารถรองรับอุ้มเรือแพไว้ได้เรือเหาะ บอลลูนหรือลูกโป่งลอยได้เพราะเบากว่าอากาศบอลลูนเคลื่อนที่ไปตามกระแสลมแต่เรือเหาะเคลื่อนที่ไปตามแรงดันจากเครื่องจักรกลที่ติดตั้งไว้ข้างลำตัว

นน

 

 

อากาศยานประเภทหนักกว่าอากาศ เช่น เครื่องบิน เฮลิคอปเตอร์ทรงตัวอยู่ในอากาศได้โดยอาศัยแรงยกจากปีกทั้งสองข้างลำตัวเครื่องบินหรือแรงยกจากปีกหมุนหรือที่มักเรียกกันว่า "โรเตอร์" โรเตอร์เป็นใบพัดขนาดใหญ่หมุนอยู่ด้านบนของลำเฮลิคอปเตอร์

สส

 

ขณะที่อยู่ในอากาศจะมีแรงทั้ง ๔ กระทำอยู่ตลอดเวลาแต่เพราะแรงยกมากกว่าน้ำหนักอากาศยานจึงลอยตัวอยู่ได้และเพราะแรงดึงไปข้างหน้ามากกว่าแรงต้านขึงรั้งไว้ข้างหลังอากาศยานจึงเคลื่อนที่ต่อไปได้แรงทั้ง ๔ คือ แรงขับเคลื่อนไปข้างหน้าแรงยกของปีกแรงต้านทานของอากาศและน้ำหนักของเครื่องบิน

 

แรงยกของปีกเครื่องบินหรือแรงยกของโรเตอร์ของเฮลิคอปเตอร์จะมากหรือน้อยต้องแล้วแต่ลักษณะและพื้นที่ของปีกหรือโรเตอร์แล้วแต่ความหนาแน่นของอากาศและแล้วแต่ความเร็วของปีกหรือโรเตอร์นั้นด้วย เช่น ถ้าความเร็วไม่พอเมื่อใดเครื่องบินก็จะเสียการทรงตัวและร่วงหล่นลงมาได้

 

ว่าวที่เราชอบชักเล่นกันก็หนักกว่าอากาศแต่ลอยอยู่ในอากาศได้ก็เพราะมีกระแสลมปะทะที่ตัวว่าวซึ่งลอยเอียงเป็นมุมกับทิศทางลมทำให้เกิดแรงยกตัวว่าวไว้ถ้าลมมีความเร็วไม่พอหรือลดความเร็วลงว่าวจะทรงตัวอยู่ไม่ได้ก็จะตกหรือร่วงหล่นลงมา

เครื่องกระพือปีก
เครื่องกระพือปีก

 

 

ไจโรเพลนและเครื่องกระพือบินเป็นอากาศยานประเภทหนักกว่าอากาศที่อาศัยปีกหมุนและกระพือปีกแต่ใช้ไม่ได้ผลดีเท่าอากาศยานแบบอื่นบัดนี้เลิกใช้แล้ว

 

________________________________________________________________________

 

 

มนุษย์มีมันสมองดีมากจึงอยากรู้อยากเห็นและอยากทำ เช่น เมื่อเห็นว่านกบินได้ก็พยายามจะบินให้ได้บ้างแม้ว่าธรรมชาติจะมิได้สร้างให้มนุษย์มีปีกเหมือนนกในพุทธศตวรรษที่ ๒๑ คือ เมื่อประมาณ ๕๐๐ ปีมาแล้วมีผู้ทดลองติดปีกขนาดใหญ่ที่แขนทั้งสองข้างแล้วถลาร่อนลงมาจากที่สูงเพราะเห็นว่านกกระพือปีกจึงบินได้ก็ลองติดปีกแล้วกระพือบ้างแต่เพราะมิได้ศึกษาเรื่องน้ำหนักและแรงยกเพียงพอการทดลองบินครั้งนั้นจึงล้มเหลวผู้ทดลองเป็นอันตรายถึงกับเสียชีวิต

 

เมื่อหลายพันปีมาแล้วมีนิทานชาวกรีกซึ่งได้เล่ากันต่อ ๆ มาว่าพ่อลูกสองคนชื่อดีดาลุส (Daedalus) และอิคารุส (Icarus) ได้คิดหาวิธีออกจากที่คุมขังซึ่งไม่มีหลังคาโดยใช้ขนนกมาจัดเข้าเป็นปีกขนาดใหญ่แล้วนำมาติดกับแขนด้วยขี้ผึ้งเพื่อบินหนีพ่อได้สั่งลูกชายว่าอย่าบินสูงนักเพราะแสงแดดจะทำให้ขี้ผึ้งละลายแต่ลูกชายเพลิดเพลินกับการบินได้เป็นครั้งแรกจึงบินสูงขึ้นสูงขึ้นทำให้ขี้ผึ้งละลายจึงตกลงทะเลส่วนบิดาบินหนีไปได้อย่างปลอดภัย

้เ่

 

 

ด้วยความฉลาดของมนุษย์ที่สังเกตเห็นว่าควันไฟลอยสูงขึ้นในอากาศในราว พ.ศ. ๒๓๒๖ สองพี่น้องชาวฝรั่งเศสในสกุลมองต์โกลฟิเยร์ (Montgolfier) คิดทำบอลลูนให้ลอยขึ้นได้สำเร็จเป็นครั้งแรกโดยบรรจุควันไฟไว้ภายในบอลลูนเพื่อทำให้เกิดแรงยกเพราะควันไฟเบากว่าอากาศมนุษย์คนแรกที่ขึ้นไปกับบอลลูนได้เป็นผลสำเร็จเป็นชาวฝรั่งเศสชื่อโรซิเอร์ (Rozier) ต่อจากนั้นการคิดค้นคว้าสร้างอากาศยานประเภทเบากว่าอากาศก็ก้าวหน้าขึ้นเรื่อย ๆ มีการสร้างบอลลูนบรรจุก๊าซที่เบากว่าอากาศและเรือเหาะซึ่งขับเคลื่อนด้วยเครื่องจักรกล

 

ผู้ที่คิดค้นเรื่องการบินหรือการเหาะไปในอากาศให้ได้เหมือนนกพยา- ยามคิดขยายขนาดของปีกให้ใหญ่ขึ้นเพื่อให้สามารถรับน้ำหนักของคนที่ร่อนลงมาจากที่สูงได้ แต่เมื่อปีกใหญ่มากคนก็รับน้ำหนักปีกไม่ไหวต่อมาเมื่อมีผู้คิดค้นประดิษฐ์เครื่องยนต์ที่เบาแต่มีกำลังแรงมากได้นักประดิษฐ์ชาวอเมริกันสองคนพี่น้องในสกุลไรท์ (Wright) จึงได้นำเอาเครื่องยนต์ชนิดนั้นมาติดไว้ที่กลางปีกสองชั้นมีสายพานเชื่อมโยงไปหมุนใบพัดให้เกิดแรงฉุดอากาศยานของไรท์นี้มีลำตัวโปร่งยื่นไปทั้งด้านหน้าและด้านหลังเขาทั้งสองได้ทำการทดลองบินที่ชายฝั่งทะเลของมลรัฐแคโรไลนาของสหรัฐอเมริกาเมื่อวันที่ ๑๗ ธันวาคม พ.ศ. ๒๔๔๖ ออร์วิลล์ ไรท์นอนราบใช้มือและเท้าบังคับเครื่องบินให้บินขึ้นได้ด้วยกำลังจากเครื่องยนต์ที่ติดไว้ในเครื่องบินและบินได้สำเร็จนับเป็นการบินครั้งแรกของอากาศยานประเภทหนักกว่าอากาศ ตั้งแต่นั้นมาก็มีการคิดประดิษฐ์เครื่องบินแบบต่าง ๆ ให้ก้าวหน้ายิ่งขึ้นปัจจุบันเรามีอากาศยานประเภทหนักกว่าอากาศมากมายหลายแบบทั้งเครื่องบินนก เครื่องบินทะเล เรือบิน เครื่องบินสะเทินน้ำสะเทินบก เครื่องร่อน เฮลิคอปเตอร์ เครื่องบินปีกหลายชั้น เครื่องบินปีกชั้นเดียว เครื่องบินหลายเครื่องยนต์ ฯลฯ

เพื่อให้เข้าใจว่าอากาศยานลอยตัวอยู่ในอากาศได้อย่างไรควรทำความเข้าใจในเรื่องแรงยกและ รื่องแพนอากาศดังต่อไปนี้ 

เมื่อวัตถุจมอยู่ในน้ำจะมีแรงยกกระทำที่วัตถุเท่ากับน้ำหนักของน้ำที่มีปริมาตรเท่ากับวัตถุนั้นเมื่อวัตถุลอยอยู่ในอากาศก็เช่นกันจะมีแรงยกวัตถุนั้น เท่ากับน้ำหนักของอากาศที่มีปริมาตรเท่าวัตถุ

ย
มนุษย์ติดปีกที่แขนพยายามร่อนลงมาจากที่สูง
โดยไม่มีความรู้ความชำนาญในวิชาการบินจึงเป็นอันตรายถึงเสียชีวิต 

 

 

อากาศหนึ่งลูกบาศก์ฟุตมีน้ำหนัก ๐.๐๘ ปอนด์ นั่นคืออากาศหนึ่งลูกบาศก์ฟุตจะยกน้ำหนักได้อย่างมาก ๐.๐๘ ปอนด์ ฉะนั้นบอลลูนหรือเรือเหาะขนาด ๕ ล้านลูกบาศก์ฟุตจะได้แรงยกจากอากาศถึง ๔๐๐,๐๐๐ ปอนด์ ถ้าใช้ก๊าซไฮโดรเจนซึ่งหนัก ๐.๐๐๕๕ ปอนด์ต่อลูกบาศก์ฟุตบรรจุภายในก็จะเป็นน้ำหนักของไฮโดรเจนเสีย ๒๗,๕๐๐ ปอนด์ เมื่อรวมถึงน้ำหนักเปลือกและโครงสร้างของบอลลูนอีกประมาณ ๔๐,๐๐๐ ปอนด์ ก็จะเหลือแรงยกที่ใช้บรรทุกได้ถึง ๓๓๒,๕๐๐ ปอนด์

บอลลูนมีลักษณะเป็นลูกโป่งขนาดใหญ่เปลือกสร้างจากวัตถุเบาแต่เหนียวสามารถรับความอัดดันของก๊าซเบา เช่น ไฮโดรเจน หรือ ฮีเลียม ซึ่งอัดไว้เป็นจำนวนมากพอที่จะยกน้ำหนักบรรทุกหลาย ๆ ตันได้ ตามปกติบอลลูนลอยจะมีเชือกผูกโยงยึดกระเช้าหรือห้องนั่งของผู้โดยสารพามันล่องลอยไปตามกระแสลมเมื่อต้องการจะลงผู้บังคับยานจะค่อย ๆ ปล่อยก๊าซทิ้งไปเสียบ้างเพื่อลดระยะสูงลงมาเรื่อย ๆ จนในที่สุดจะลงจอดที่พื้นดินได้

 

สำหรับบอลลูนล่ามตามปกติจะไม่มีกระเช้าห้อยแต่จะมีลวดเคเบิลขนาดยาวล่ามไว้ให้ลอยอยู่เหนือเมืองหลวงหรือเหนือจุดยุทธศาสตร์เพื่อป้องกันการโจมตีทางอากาศระยะต่ำ

พ้

 

 

เรือเหาะแตกต่างไปจากบอลลูนตรงที่โครงสร้างมักเป็นโลหะลำเรือมีขนาดใหญ่โตมากทั้งยังมีเครื่องยนต์สำหรับผลักดันให้เคลื่อนไปตามทิศทางที่ต้องการได้โดยไม่ต้องอาศัยกระแสลมอังกฤษและเยอรมนีเคยสร้างเรือเหาะใช้ในสงครามและในการบินพาณิชย์แต่ใช้การไม่ใคร่ดีนักเนื่องจากต้องสร้างให้มีขนาดใหญ่มากจึงอุ้ยอ้ายเคลื่อนที่ได้ช้าเรือเหาะสร้างโดยเคานต์ เซปเปลิน (Count Von Zeppelin) เคยเดินทางระหว่างเยอรมนีและสหรัฐอเมริกาได้ด้วยความเร็ว ๘๐ ไมล์ต่อชั่วโมง ปัจจุบันนี้เลิกใช้แล้วเพราะนอกจากจะเดินทางได้ช้าแล้วยังเกิดเพลิงไหม้ได้ง่ายเนื่องจากก๊าซไฮโดรเจนที่บรรจุไว้เป็นก๊าซไวไฟจึงเป็นอันตรายต่อผู้โดยสาร

ว่าวจัดเป็นอากาศยานประเภทหนักกว่าอากาศได้ด้วยเพราะลอยตัวอยู่ในอากาศในลักษณะคล้ายคลึงกับเครื่องบินว่าวขนาดใหญ่สามารถบรรทุกคนให้นั่งอยู่ภายใต้ว่าวได้แต่ต้องจัดให้ว่าวนั้นมีความเร็วเหมือนเครื่องบินว่าวจึงลอยตัวอยู่ในอากาศได้โดยกระแสลมพัดผลักดันให้เกิดแรงยกที่ตัวว่าวที่เอียงเป็นมุมกับทิศทางลมสายป่านที่ล่ามว่าวอยู่นั้น ดึงรั้งไม่ให้ตัวว่าวหลุดลอยไปและดึงตัวว่าวให้ลอยอยู่บนท้องฟ้าตลอดเวลาที่มีกระแสลมพัดมาเรื่อย ๆ

ว

 

เครื่องบินมีแพนอากาศหรือปีกซึ่งยึดเอียงเป็นมุมกับลำตัวเพื่อให้ลมพัดปะทะจึงจะเกิดแรงยกดังกล่าวปีกมีหลายแบบหลายขนาด หลายชนิดซึ่งจะให้กำลังยกขนาดต่าง ๆ กันแรงยกจะเพียงพออุ้มอากาศยานไว้ในอากาศตราบ ท่าที่มีความเร็วพอ 
 

แรงยกที่ปีก = พื้นที่ปีก x ตัวคูณซึ่งเกิดจากลักษณะของปีก x ความหนาแน่นของอากาศ x ความเร็ว x ความเร็ว 


ตัวคูณซึ่งเกิดจากคุณลักษณะของปีกหมายถึงจำนวนเลขจำนวนหนึ่งซึ่งคิดคำนวณมาได้จากลักษณะหลาย ๆ อย่างของปีก เช่น ความโค้งมุมปะทะความหนา ฯลฯ 

ตราบเท่าที่ผลคูณทางขวามือนี้เท่ากับน้ำหนักของเครื่องบินเครื่องบินก็สามารถทรงตัวอยู่ในอากาศได้เมื่อใดผลคูณน้อยกว่าน้ำหนักเครื่องบินจะร่วงหล่นทันทีแม้ว่าจะยังคงมีความเร็วเหลืออยู่บ้าง 

ณ จุดที่ความเร็วเริ่มทำให้ผลคูณหรือแรงยกน้อยกว่าน้ำหนักของเครื่องบิน เรียกว่า จุดร่วงหล่น (stall)  

เฮลิคอปเตอร์ ก็คือ อากาศยานที่มีปีกหมุนหรือโรเตอร์ขนาดไม่กว้างนักแต่ค่อนข้างยาวติดอยู่เบื้องบนสำหรับให้แรงยกแก่ลำตัวเฮลิคอปเตอร์เมื่อโรเตอร์เริ่มหมุนผ่านอากาศด้วยมุมปะทะที่นักบินบังคับ แรงยกก็เริ่มเกิดและจะเพิ่มมากขึ้นเมื่อหมุนเร็วขึ้นเฮลิคอปเตอร์ยังอยู่ที่เดิมจนกระทั่งค่าของแรงยกหรือผลคูณที่ได้กล่าวแล้วมีค่ามากกว่าน้ำหนักของอากาศยานเฮลิคอปเตอร์ก็จะค่อย ๆ ลอยตัวขึ้นสู่อากาศทันที 

การเคลื่อนที่ไปมานั้นทำได้โดยการเอียงระนาบการหมุนของโรเตอร์ไปในทิศที่ต้องการโรเตอร์แต่ละกลีบสามารถบิดได้เพื่อเปลี่ยนมุมปะทะของลมซึ่งจะทำให้แรงยกมีค่ามากขึ้นหรือน้อยลงได้ตามแต่กรณี สำหรับใบพัดเล็ก ๆ หมุนเร็ว ๆ ที่หางนั้นช่วยต้านแรงบิดจากเครื่องยนต์มิฉะนั้นจะทำให้เฮลิคอปเตอร์ที่กำลังลอยอยู่ในอากาศหมุนตัวเป็นลูกข่างไป 

เฮลิคอปเตอร์แตกต่างไปจากเครื่องบินอีกประการหนึ่ง คือ มีโรเตอร์หมุนในอากาศทำให้เกิดแรงยกเพิ่มมากขึ้นหรือลดน้อยลงด้วยการเปลี่ยนมุมปะทะของลมที่กลีบโรเตอร์โดยตัวอากาศยานไม่เคลื่อนที่ เฮลิคอปเตอร์จึงบินขึ้นลงได้ตรง ๆ โดยไม่ต้องใช้ทางวิ่ง 

เฮลิคอปเตอร์ที่เปลี่ยนมุมปะทะของโรเตอร์ไม่ได้มีชื่อว่าไจโรคอปเตอร์

เครื่องบินทะเลคือเครื่องบินที่ขึ้นลงในทะเลมีทุ่นหรือลำเรือรองรับน้ำหนักแทนล้อ

เครื่องบินสะเทินน้ำสะเทินบก คือ เครื่องบินที่มีทั้งล้อและทุ่นเป็นฐานเพื่อให้ขึ้นลงได้ทั้งบนบกและเหนือผิวน้ำ 

เรือบินคือเครื่องบินที่มีลำตัวเป็นลำเรือนั่นเอง

เครื่องบินบางแบบมีปีกซ้อนกันหลายชั้นตามความประสงค์ของผู้สร้างและบางแบบก็มีฐานเป็นสกีเพื่อใช้ลงในภูมิประเทศที่ปกคลุมไปด้วยหิมะ 

เครื่องร่อนคือเครื่องบินที่ไม่มีเครื่องยนต์การขึ้นสู่อากาศกระทำโดยใช้คน รถยนต์หรือเครื่องบินลากให้ได้ความเร็วพอที่จะเกิดแรงยกทำนองเดียวกับเครื่องบินบางครั้งเราใช้วิธีปล่อยเครื่องร่อนลงมาจากที่สูงแทนการลาก

มนุษย์ติดปีกที่แขนพยายามร่อนลงมาจากที่สูงโดยไม่มีความรู้ความชำนาญในวิชาการบินจึงเป็นอันตรายถึงเสียชีวิต 

เว็บไซต์ทรูปลูกปัญญาดอทคอมเป็นเพียงผู้ให้บริการพื้นที่เผยแพร่ความรู้เพื่อประโยชน์ของสังคม ข้อความและรูปภาพที่ปรากฏในบทความเป็นการเผยแพร่โดยผู้ใช้งาน หากพบเห็นข้อความและรูปภาพที่ไม่เหมาะสมหรือละเมิดลิขสิทธิ์ กรุณาแจ้งผู้ดูแลระบบเพื่อดำเนินการต่อไป
Tags
  • Posted By
  • Plookpedia
  • 15 Followers
  • Follow