Home
Education
Classroom
Knowledge
Blog
TV
ธรรมะ
กิจกรรม
โครงการทรูปลูกปัญญา

รู้ยัง? ความร้อนมีผลต่อการบิน

Posted By Plook Creator | 22 พ.ย. 60
32,566 Views

  Favorite

หากพูดถึงการบิน เราคงนึกถึงสัตว์หลายชนิดที่มีความสามารถในการบิน แมลงต่าง ๆ นก หรือสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมอย่างค้างคาว และแม้ว่าสัตว์แต่ละชนิดจะสามารถบินได้เหมือนกัน แต่ความสามารถของมันต่างกัน บินด้วยความสูงที่ต่างกัน ความเร็วต่างกัน และใช้เทคนิคในการลอยตัวที่แตกต่างกัน แน่นอนว่าเครื่องบิน สิ่งประดิษฐ์ของมนุษย์เราเองก็ใช้เทคนิคในการลอยตัวและบินที่ต่างกับสัตว์ที่กล่าวมา และต่างกับเฮลิคอปเตอร์ด้วย

 

แม้ว่าจุดเริ่มต้นทางการบินของมนุษย์เริ่มต้นจากการสังเกตและเลียนแบบธรรมชาติ แต่เราปฏิเสธไม่ได้เลยว่า การศึกษาและการทำความเข้าใจสภาพแวดล้อม ความเป็นไป และคุณสมบัติของอากาศต่างหากที่ทำให้การบินของเราเกิดขึ้นได้จริง


นกบินได้อย่างไร

นกคือสิ่งที่ธรรมชาติสร้างสรรค์ผลงานการออกแบบมาเพื่อการบินอย่างแท้จริง ทุกส่วนของร่างกายของมันถูกคิดและพิจารณาอย่างถ้วนถี่แล้ว เพื่อให้บินได้อย่างราบรื่น ไม่ว่จะเป็นโครงสร้าง ตำแหน่ง ของอวัยวะ รยางค์ต่าง ๆ เส้นขน แต่ละรูปแบบ แต่ละชนิดมีความแตกต่างกันทั้งขนาด ลักษณะ และหน้าที่ หากเริ่มจากภายใน เราจะพบว่ากระดูกของนกถูกออกแบบมาให้กลวง โดยมีโครงสร้างเป็นตาข่ายคล้ายรังของผึ้งซึ่งทำให้มีน้ำหนักเบาแต่ยังคงแข็งแรง

 

นกทะเลขนาดใหญ่บางชนิดกางปีกได้กว้างถึง 2 เมตรแต่มีน้ำหนักกระดูกทั้งตัวไม่เกิน 150 กรัมเท่านั้น การบินของนกใช้พลังงานสูง ขณะที่ระบบหายใจและหมุนเวียนเลือดของนกก็สร้างมาเพื่อสนับสนุนการบิน หัวใจ 4 ห้องสูบฉีดเลือดไปสู่ส่วนต่าง ๆ ของร่างกายได้แรงและเร็ว ปีกของนกก็ได้รับการออกแบบตามหลักอากาศพลศาสตร์ซึ่งทำให้เกิดแรงยกขณะบิน การกดปีกลงของนกจะต้านกับอากาศและทำให้นกยกตัวขึ้นพร้อมกับเคลื่อนไปด้านหน้าได้ นกบางชนิดเรียนรู้การร่อนซึ่งทำให้มันสามารถอาศัยความร้อนและการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิของอากาศ เพื่อยกตัวและเคลื่อนที่ลอยไปโดยไม่ต้องออกแรงกระพือปีกแม้แต่น้อย


แมลงอย่างผึ้ง หรือแมลงปอ มีวิธีการเคลื่อนที่เพื่อให้บินต่างออกไปจากนก พวกมันไม่ได้กระพือปีกขึ้นและลงเพื่อทำให้เกิดแรงกดอากาศและดันตัวให้ลอยขึ้น แต่มันแกว่งปีกไปมาหน้าและหลัง คล้ายกับการพายเรือแคนู ด้วยปีกที่มีขนาดเล็กกว่าลำตัวทำให้มันต้องใช้เทคนิคที่ต่างออกไป แต่การขยับปีกไปหน้าและหลังของมันไม่ได้ทำให้เกิดแรงดันอากาศพุ่งไปด้านหน้าหรือด้านหลัง เพราะมันจะหมุนปีกไปด้วยเหมือนกับเวลาเราพายเรือ นั่นทำให้เกิดแรงยกขนาดเล็กใต้ปีก

 

เฮลิคอปเตอร์ใช้วิธีการเดียวกันกับแมลงในการสร้างแรงยกตัวและเคลื่อนที่ และเทคนิคที่แตกต่างนี้เองที่ทำให้แมลงอย่างผึ้ง แมลงปอ หรือเฮลิคอปเตอร์ สามารถลอยตัวอยู่ในอากาศนิ่ง ๆ ได้ ซึ่งต่างจากนกและเครื่องบินที่เคลื่อนที่ไปด้านหน้าอยู่ตลอดเวลา


อากาศร้อนมีผลต่อเครื่องบิน

การบินของเครื่องบินได้รับการพัฒนาและออกแบบตามหลักอากาศพลศาสตร์ รวมถึงการใช้ประโยชน์ของลมร้อน ลมหมุน ในการหนุนนำตัวเครื่องให้เคลื่อนที่และลอยไปด้านหน้า แต่มันก็มีข้อจำกัดด้านอุณหภูมิอยู่ นอกจากอุณหภูมิที่สูงกว่าปกติจะทำให้ตัวเครื่องของเครื่องบินโดยรวมร้อน เครื่องยนต์ทำงานได้ไม่เต็มที่แล้ว มันยังส่งผลต่อการทำงานของปีกด้วย

 

โดยปกติแล้วแรงยกตัวที่กระทำบริเวณปีกเครื่องบินมีมาก เนื่องจากความหนาแน่นของโมเลกุลอากาศที่อยู่ใต้ปีกทำให้มันบินได้ แม้ข้อเท็จจริงที่ว่าโมเลกุลของอากาศที่อุณหภูมิสูงจะเคลื่อนที่ได้ไวกว่าและน่าจะช่วยให้บินได้ง่ายกว่า หรือคิดอีกด้านหนึ่งคือ อุณหภูมิสูงกว่าก็น่าจะทำให้บินขึ้นได้ง่าย แต่มันไม่ใช่เช่นนั้น เพราะโมเลกุลที่เคลื่อนที่เร็วกว่าจะกระแทกและชนกันไปมา จนทำให้โมเลกุลอากาศอยู่ห่างกันมากกว่าเมื่อเทียบกับอุณหภูมิที่ต่ำกว่า

 

สรุปได้ว่าอากาศที่ร้อนขึ้นทำให้โมเลกุลของก๊าซต่าง ๆ ขยายตัว และอุณหภูมิยิ่งสูงขึ้น อากาศก็จะยิ่งเบาบางจนเครื่องบินไม่สามารถบินได้อย่างปลอดภัย สนามบินที่อยู่สูงกว่าระดับน้ำทะเลมาก ๆ ซึ่งมีอากาศโดยรอบที่เบาบางมากกว่า จำเป็นต้องมีลู่วิ่ง (Runway) ให้เครื่องบินได้วิ่งยาวกว่าเพื่อจะสะสมโมเลกุลอากาศเข้าสู่ใต้ปีกให้มากขึ้น เครื่องบินต้องวิ่งให้เร็วและไกลขึ้นกว่าจะยกตัวขึ้นบินได้


สายการบินอาจจะแก้ปัญหาโดยทำให้เครื่องบินเบาขึ้นเพื่อให้สามารถยกตัวขึ้นได้ง่ายเมื่ออุณหภูมิของอากาศโดยรอบสูงขึ้น แต่มันก็แก้ปัญหาไม่ได้ทั้งหมด บางเมืองหรือบางสนามบินที่ต้องประสบกับปัญหาความร้อน จำเป็นต้องตรวจสอบและระวังอยู่ตลอดเวลาเพื่อให้แน่ใจว่าจะบินขึ้นได้อย่างปลอดภัย

 

ทั้งนี้ โดยทั่วไปสายการบินจะไม่ให้เครื่องบินบินขึ้นหากอุณหภูมิสูงกว่า 50 องศาเซลเซียส และก็ไม่น่าแปลกใจนักหากคุณจะไม่ค่อยเห็นสิ่งมีชีวิตที่บินได้อาศัยอยู่ในพื้นที่ร้อนและแห้งแล้งอย่างทะเลทราย เพราะว่ามันก็ประสบปัญหาในการบินเช่นเดียวกับเรา แม้ว่านกบางชนิดจะสามารถใช้ลมร้อนหนุนให้มันร่อนได้ แต่การเริ่มต้นบินจากพื้นในทุก ๆ วันจำเป็นต้องใช้พลังงานมากกว่าปกติ จึงไม่ใช่ตัวเลือกที่ดีนักที่จะอาศัยอยู่ในพื้นที่อากาศร้อนจัด ยังไม่รวมถึงแหล่งน้ำและอาหารซึ่งก็คงไม่ได้หาได้ง่ายนักในสภาพที่อุณหภูมิอยู่ที่ครึ่งทางก่อนน้ำจะเดือดแบบนี้

 

 

เว็บไซต์ทรูปลูกปัญญาดอทคอมเป็นเพียงผู้ให้บริการพื้นที่เผยแพร่ความรู้เพื่อประโยชน์ของสังคม ข้อความและรูปภาพที่ปรากฏในบทความเป็นการเผยแพร่โดยผู้ใช้งาน หากพบเห็นข้อความและรูปภาพที่ไม่เหมาะสมหรือละเมิดลิขสิทธิ์ กรุณาแจ้งผู้ดูแลระบบเพื่อดำเนินการต่อไป
Tags
  • Posted By
  • Plook Creator
  • 15 Followers
  • Follow