| Ground
School >> Principles of Flight>>Aerodynamics
of Flight |
 |
Aerodynamics of maneuvering flight
ในส่วนนี้จะกล่าวถึง การบินระดับ (straight-and-level
flight) ที่มีผลต่อ หลักของ แอร์โรไดนามิกส์ ของ การบิน
นอกจากนี้ ยังจะได้กล่าวถึงการนำเอา หลักการของ แอร์โรไดนามิกส์
นี้ไปยุกต์กับ ท่าทางในการบินเช่น การไต่ (climbs),
การลดระดับ (descents), และการเลี้ยว (turning) เพื่อให้เราได้ทราบถึง
ประสิทธิภาพ และ ข้อจำกัด ของเครื่องบิน และในขณะเดียวกันเราจะได้
ตะหนักถึงความปลอดภัยในการบิน (safety-of-flight)
อัน เนื่องมาจากผลของ ความสามารถและข้อจำกัด ของเครื่องบินนี้
|
| |
แกน สาม แกนของการบิน
ทุกๆท่าทางในการบิน จะประกอบไปด้วย การกระทำของแกนใดแกนหนึ่งหรือทั้งสามแกนนี้
ในการหนุนของแกน ทั้งสาม แกนนี้จะทำให้เกิดท่าทางในการบินขึ้น
โดยแกนเหล่านี้มีชื่อว่า ลองกิทูดดินอล (longitudinal),
แลเตอร์แรล (lateral), และ เวอร์ติแคล (vertical)
ทั้งสามแกนนี้จะมีจุดที่ร่วมกันอยู่จุด หนึ่ง โดยทั้งสามแกนนี้จะตัดผ่าน
จุดนี้ ซึ่งอยู่บนตัวเครื่องบิน เรียกจุดร่วมนี้ว่า
เซนเตอร์ ออฟ แกร์วิตี่ (center of gravity หรือ CG)
|
Longitudinal
การเคลื่อนไหว หรือการหมุนที่จุดนี้เรียกว่า โรล (roll)
หรือ แบงค์ (bank) การทำให้เกิดการ หมุนรอบแกนนี้ทำได้
โดย ailerons เป็นตัวสร้างความแตกต่างระหว่าง แรงยก
(lift) ของปีกเครื่องบินทั้งสองข้าง โดยเกิด lift
ที่ไม่เท่ากัน จึงเป็นสาเหตุให้เกิดการหมุนของแกนนี้
และทำให้เครื่องบินเอียง ไปทางใดทาง หนึ่งตามที่เราบังคับ
ailerons ให้เกิด lift ที่แตกต่าง อาการนี้เรียกว่า
roll หรือ bank
|
 |
| เช่น
เราต้องการเอียงเครื่องไปทาางซ้าย สามารถทำได้โดยการ
สร้าง lift ที่ปีกด้านขวาให้มีมาก กว่าทางด้านซ้าย
ก็จะเกิดการหมุนของ แกนนี้ทำให้เครื่องบินเอียงไปทางซ้าย
เป็นต้น |
Lateral
การเคลื่อนไหว หรือหมุนรอบแกนนี้ เรียกว่า ฟิทซ์ (pitch)
เกิดจากผลของการ กระทำที่ อีเลเวเตอร์ (elevator)
เมื่อ เกิดการหมุนของแกนนี้จะทำให้หัวเครื่องบิน ยกขึ้น
(pitch up) หรือ กดลง (pitch down) เป็นผลให้เครื่องบินไต่ระดับ
ขึ้น หรือ ลดระดับลง
Vertical
การเคลื่อนไหว หรือการหมุนรอบแกนนี้ เรียกว่า ยอว์
(yaw) เป็นผลมาจาก รัดเดอร์ (rudder) เมื่อมีการหมุนของแกน
นี้จะทำให้หัวเครื่องบินหันไปทางซ้าย หรือขวา การควบคุมจะมาจาก
การใช้ pedel rudder โดยใช้เท้าถีบ ซ้ายหรือขวา เพื่อบังคับ
rudder ของเครื่องบิน อีกทีหนึ่ง
Adverse yaw
เป็นอาการที่หัวเครื่อง หันสวนทาง เกิดจากเมื่อเราเลี้ยวโดยไม่ใช้
rudder ช่วยในการเลี้ยว เครื่องบินจะมีอาการหันไปยังทิศทางตรงกันข้าม
ของการเลี้ยว adverse yaw มาจากสาเหตุของ induced
drag ของปีกด้านนอกสูงกว่า จึงทำให้เกิด lift มากกว่า
Overbanking tendency
อาการปีกจม เกิดจากเลี้ยวปีกลึก โดยมีสาเหตุมาจาก
การเพิ่มของ lift ที่ปีกด้านนอก และมีการเคลื่อนที่ของปีกนี้เร็วกว่าปีกด้าน
จึงทำให้เกิด lift เพิ่มและทำให้เกิด การเอียง มากขึ้นกว่าที่เราตั้งใจ
Load factor
เกิดจากการ ที่เครื่องบินเพิ่มมุม ในการเลี้ยว ทำให้เครื่องบินเกิดการรับน้ำหนักเพิ่มขึ้น
ตามจะนวนองค์ศาที่เลี้ยว เช่นการบินตรงบินระดับ น้ำหนักที่เครื่องบินรับภาระอยู่
1000 lb. เรียกว่า G=1 เมื่อมีการเลี้ยว ปีก 60 องค์ศา
น้ำหนักเครื่องบินจะเพิ่มเป็น 2 เท่า เรียกว่า G=2
ดังนั้น น้ำหนักที่เครื่งบินรับภาระอยู่จะเป็น 2000
lb. เมื่อเครื่องบินรับภาระมากขึ้น ดังนั้นความเร็วที่จะทำให้เกิดการ
Stall ก็จะสูงขึ้นอีก 40 % ของความเร็ว Stall ปกติ
ข้อจำกัดของ Load factor ที่การเกิด ค่า G กับเครื่องบิน
normal category เมื่อทำการบินปกติ และเลี้ยวปีกไม่เกิน
60 องค์ศา จะอยู่ที่ 3.8 positive G's และ 1.25 negative
G's
Stalls
คืออาการร่วงหล่น ของเครื่องบิน เนื่องจาก ไม่มีแรงยก
เนื่องมาจาก การเปิดมุมปะทะสูงเกิดกว่า ข้อจำกัด อาจเนื่องจาก
การที่เครื่องบินมีความเร็วต่ำแต่ต้องการ รักษาการบินระดับที่ความสูง
เดิม เพื่อให้เกิดการสร้างแยกยก เราสามารถทำได้ สองวิธีคือ
การเพิ่มความเร็ว และการเปิดมุมปะทะ แต่เนื่องจากเราต้องการใช้ความเร็วต่ำ
ดังนั้นการสร้าง แรงยก ก็จะใช้วิธีเปิดมุมปะทะ และเมื่อ
เราเปิดมุมปะทะมาก เกิดกว่า ข้อจำกัดของเครื่องบิน
เครื่องบินสามารถเกิดการ Stall ได้ทุกความเร็ว และทุกความสูง
แต่การ Stall จะอยู่ที่มุมปะทะ มุมเดิมเสมอ
Stall Speed คือความเร็วต่ำสุดที่ทำให้เครื่องบินลอยอยู่ในอากาศได้
หากความเร็วต่ำกว่านี้จะทำให้เกิดการ Stall
Torque
คือแรงต้าน (Reaction) ในทิศทางตรงกันข้าม จะเกิดกับเครื่องบินใบพัดเครื่องยนต์เดียว
เมื่อเราเร่งเครื่องยนต์ และห้ามล้อไว้ หัวเครื่องจะต่ำลง
Ground effect
คือผลกระทบต่อเครื่องบิน ในขณะที่บินใกล้พื้นดินที่ความสูง
ประมาณ 1 ความยาวปีก
|
End
Aerodynamics of Flight |
