โรงเรียนบ้านกล้วย

หมู่ 2 บ้านกล้วย ต.ป่าหวาย อ.สวนผึ้ง จ.ราชบุรี 70180

Mon - Fri: 9:00 - 17:30

032 228666

เครื่องร่อน การศึกษาและการทำความเข้าใจวิธีการทำงานของเครื่องบิน

เครื่องร่อน ในรูปแบบที่ง่ายที่สุด เครื่องร่อนคือเครื่องบินที่ไม่มีกำลัง ซึ่งเป็นเครื่องบินที่ไม่มีเครื่องยนต์ ในขณะที่การออกแบบเดียวกัน ปัจจัยด้านอากาศพลศาสตร์และการขับเครื่องบิน ที่ใช้กับเครื่องบินขับเคลื่อนก็มีผลกับเครื่องร่อนเช่นกัน การไม่มีมอเตอร์ทำให้วิธีการทำงานของเครื่องร่อนเปลี่ยนไปมาก เครื่องร่อนเป็นเครื่องจักรที่น่าทึ่งและสง่างาม และอยู่ใกล้พอๆกับที่มนุษย์สามารถบินได้เหมือนนก

ตั้งแต่เครื่องบินกระดาษ ไปจนถึงกระสวยอวกาศระหว่างกลับเข้าประเทศ มีเครื่องร่อนหลายประเภท ในบทความนี้ เราจะมุ่งเน้นไปที่ประเภทเครื่องร่อนที่พบได้บ่อยที่สุด ซึ่งมักเรียกกันว่าเครื่องบินใบ ในชิ้นส่วนของเครื่องร่อน มีหลายส่วนที่เหมือนกับเครื่องบิน ลำตัว ปีก ควบคุมพื้นผิว และเกียร์ลงจอด แต่มีความแตกต่างกันอย่างมาก ในชิ้นส่วนเหล่านี้บนเครื่องร่อน ดังนั้นลองมาดูแต่ละส่วนกัน

ลำตัว เครื่องร่อนมีขนาดเล็กและเบาที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ เนื่องจากไม่มีเครื่องยนต์ขนาดใหญ่ กินพื้นที่ เครื่องร่อนจึงมีขนาดโดยพื้นฐานแล้วมีขนาดประมาณสินค้าที่พวกเขาบรรทุก โดยปกติแล้วจะใช้หนึ่งหรือสองคน ห้องนักบินของ เครื่องร่อน ที่นั่งเดียวมีขนาดเล็ก แต่ก็ใหญ่พอที่คนส่วนใหญ่จะเบียดเข้าไปได้ แทนที่จะนั่งตัวตรง นักบินเอนหลังโดยเหยียดขาออกไปข้างหน้า การเปิดรับแสงด้านหน้าของนักบินจะลดลง

เครื่องร่อน

และยังรวมไปถึงพื้นที่หน้าตัดของห้องนักบิน สามารถเล็กลงได้อย่างมาก เครื่องร่อนพร้อมกับเครื่องบินอื่นๆ ส่วนใหญ่ได้รับการออกแบบให้มีผิวเรียบที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ เพื่อให้เครื่องบินลื่นไถลไปในอากาศได้ง่ายขึ้น เครื่องร่อนในยุคแรกสร้างจากไม้คลุมด้วยผ้าใบ รุ่นต่อมาสร้างจากอะลูมิเนียมพร้อมผิวอะลูมิเนียมที่มีโครงสร้างเรียบกว่ามาก อย่างไรก็ตาม หมุดย้ำและตะเข็บที่จำเป็น สำหรับผิวอะลูมิเนียมทำให้เกิดการลากเพิ่มเติม

ซึ่งมีแนวโน้มที่จะลดประสิทธิภาพลง ในเครื่องร่อนสมัยใหม่หลายรุ่น การสร้างคอมโพสิตโดยใช้วัสดุเช่น ไฟเบอร์กลาสและคาร์บอนไฟเบอร์ จะเข้ามาแทนที่อะลูมิเนียมอย่างรวดเร็ว วัสดุคอมโพสิตช่วยให้นักออกแบบเครื่องบิน สามารถสร้างโครงสร้างที่ไร้รอยต่อและไม่มีหมุดย้ำ ด้วยรูปทรงที่ทำให้เกิดการลากน้อยลง หากคุณดูเครื่องร่อนที่อยู่ติดกับเครื่องบินขับเคลื่อนธรรมดา คุณจะสังเกตเห็นความแตกต่างอย่างชัดเจนที่ปีก

แม้ว่าปีกของทั้ง 2 จะมีรูปร่างและหน้าที่คล้ายคลึงกัน แต่ปีกบนเครื่องร่อนจะยาวและแคบกว่าปีกบนเครื่องบินทั่วไป ความเรียวของปีกแสดงเป็นอัตราส่วนกว้างยาว ซึ่งคำนวณโดยการหารกำลัง 2 ของช่วงปีกด้วยพื้นที่ของปีก โดยในปีกเครื่องร่อนมีสัดส่วนกว้างยาวมาก ช่วงกว้างยาวมากเมื่อเทียบกับความกว้าง เนื่องจากแรงลากที่เกิดขึ้น ระหว่างการผลิตลิฟต์ เรียกว่าการลากแบบเหนี่ยวนำ สามารถอธิบายถึงส่วนสำคัญของการลากทั้งหมดบนเครื่องร่อน

วิธีหนึ่งในการเพิ่มประสิทธิภาพของปีก คือการเพิ่มอัตราส่วนของปีก ปีกของเครื่องร่อนนั้นยาวและบางมาก ซึ่งทำให้มีประสิทธิภาพ พวกเขาสร้างการลากน้อยลง สำหรับจำนวนการยกที่สร้างขึ้น โดยคิดว่าทำไมเครื่องบินทุกลำถึงไม่มีปีกที่มีอัตราส่วนสูง มีสองเหตุผลสำหรับเรื่องนี้ ประการแรกคือไม่ใช่เครื่องบินทุกลำ ที่ได้รับการออกแบบสำหรับการบินที่มีประสิทธิภาพ

ตัวอย่างเช่น เครื่องบินรบทางทหารได้รับการออกแบบให้มีความเร็ว และความคล่องแคล่วเหนือกว่า ประสิทธิภาพในรายการลำดับความสำคัญของผู้ออกแบบ อีกเหตุผลหนึ่งคือมีข้อจำกัดว่าปีกจะยาวและเล็กได้อย่างไร ก่อนที่จะไม่สามารถรับน้ำหนักที่ต้องการได้อีกต่อไป ส่วนพื้นผิวการควบคุมของเครื่องร่อนใช้พื้นผิวควบคุมแบบเดียวกัน ส่วนที่ขยับได้ของปีกและหาง ที่พบในเครื่องบินทั่วไปเพื่อควบคุมทิศทางการบิน

โดยในบันไดเลื่อนและลิฟต์ถูกควบคุม โดยใช้ไม้ควบคุมอันเดียวระหว่างขาของนักบิน หางเสือเช่นเดียวกับในเครื่องบินทั่วไป จะถูกควบคุมโดยใช้แป้นเหยียบ ปีกแก้เอียงคือส่วนที่ขยับได้ซึ่งตัดเข้าที่ขอบท้ายของปีก สิ่งเหล่านี้ถูกใช้เป็นตัวควบคุมทิศทางหลักและทำได้โดยการควบคุมการหมุนของเครื่องบิน การเอียงปลายปีกขึ้นและลง ปีกแก้เอียงทำงานในทิศทางตรงข้ามกันในแต่ละด้านของระนาบ หากนักบินต้องการหมุนเครื่องบินไปทางขวา

เขาจะเลื่อนคันบังคับไปทางขวา สิ่งนี้ทำให้ปีกซ้ายเบี่ยงลง และปีกขวาเบี่ยงเบนขึ้น ความแตกต่างในการยกระหว่างทั้ง 2 ด้าน ทำให้ระนาบหมุนรอบแกนยาว ลิฟต์เป็นโครงสร้างคล้ายปีกในแนวนอนที่เคลื่อนย้ายได้ที่หาง มันถูกใช้เพื่อควบคุมระยะห่างของเครื่องบิน ทำให้นักบินสามารถชี้จมูกของเครื่องบินขึ้นหรือลงได้ตามต้องการ เครื่องกันโคลงแนวตั้ง หางเสือเป็นโครงสร้างคล้ายปีกแนวตั้งที่ส่วนหาง ใช้สำหรับควบคุมการหันเหของเครื่องบิน

โดยมีการให้นักบินชี้จมูกของเครื่องบินไปทางซ้ายหรือขวา แลนดิ้งเกียร์อีกวิธีหนึ่งในการลดขนาดของเครื่องบิน คือการลดขนาดของล้อลง อุปกรณ์ลงจอดบนเครื่องร่อน โดยทั่วไปประกอบด้วยล้อเดียว ซึ่งติดตั้งอยู่ใต้ห้องนักบิน การลงจากพื้นดิน ส่วนในแรงพื้นฐาน 3 แรงที่กระทำกับเครื่องร่อน ยกแรงโน้มถ่วง และการลาก เครื่องบินมีแรงที่ 4 แรงขับ รวมไปถึงแรงยกเป็นแรงสำคัญทั้งหมด สร้างขึ้นโดยปีกและทำหน้าที่ถ่วงน้ำหนัก ซึ่งทำให้เครื่องบินสามารถอยู่สูงได้

ในกรณีของเครื่องร่อน ลิฟต์ได้รับการปรับปรุงโดยใช้ปีกที่มีประสิทธิภาพสูง แรงลากคือแรงที่ทำให้เครื่องบินช้าลง การลดแรงต้านเป็นสิ่งสำคัญสำหรับเครื่องร่อน ยิ่งกว่าบนเครื่องบินทั่วไป ในเครื่องบินที่ใช้เครื่องยนต์ นักบินสามารถเพิ่มแรงขับ โดยใช้เครื่องยนต์เพื่อเอาชนะการลาก เนื่องจากไม่มีเครื่องยนต์บนเครื่องร่อน แรงต้านจะต้องลดลงหากเป็นไปได้ มิฉะนั้นเครื่องบินจะไม่ลอยอยู่ในอากาศนาน

สามารถทำน้ำหนัก ให้ทำงานแทนหรือเทียบกับเครื่องร่อนได้ ตัวอย่างเช่น น้ำหนักโดยรวมที่เบากว่าอาจทำให้เครื่องร่อนอยู่ได้นานขึ้นหรือเดินทางไกลขึ้น ในทางกลับกัน น้ำหนักที่มากกว่าอาจเป็นข้อได้เปรียบหากเป้าหมายคือความเร็วที่มากกว่า เครื่องร่อนหลายเครื่องมีถังอับเฉาที่นักบินสามารถเติมน้ำได้ก่อนบินขึ้น น้ำหนักที่เพิ่มขึ้นของน้ำช่วยให้ทำความเร็วได้มากขึ้นขณะอยู่บนอากาศ หากนักบินต้องการลดน้ำหนัก

เขาสามารถทิ้งรถถัง ขณะอยู่ในอากาศเพื่อให้เครื่องบินเบาลง หากไม่มีเครื่องยนต์ ปัญหาแรกของเครื่องร่อนคือการลอยขึ้นจากพื้น และขึ้นสู่ระดับความสูง วิธีการปล่อยที่ใช้กันมากที่สุด คือการใช้เครื่องบินลากจูง เครื่องบินขับเคลื่อนแบบเดิมลากเครื่องร่อนขึ้นสู่ท้องฟ้าโดยใช้เชือกยาว นักบินเครื่องร่อนควบคุมกลไกปล่อยเร็วที่จมูกของเครื่องร่อนและปล่อยเชือกที่ระดับความสูงที่ต้องการทันทีหลังจากปล่อยเครื่องร่อน และเครื่องบินลากจูงจะหันไปในทิศทางตรงกันข้าม

และเครื่องร่อนก็เริ่มทำการบินโดยไม่มีกำลัง จากนั้นเครื่องบินลากจะมีอิสระที่จะกลับไปที่สนามบินและตั้งค่าสำหรับลากจูงอีกลำ อีกวิธีหนึ่งที่เป็นที่นิยมคือการเปิดเครื่องกว้าน เครื่องยนต์ส่งกำลังให้กับเครื่องกว้านขนาดใหญ่บนพื้น และสายยาวเชื่อมต่อเครื่องกว้านกับกลไกปลดอีกอันที่อยู่ด้านล่างของเครื่องร่อน เมื่อเปิดใช้งานเครื่องกว้าน เครื่องร่อนจะถูกดึงไปตามพื้นไปทางเครื่องกว้านและบินขึ้นอย่างรวดเร็ว เมื่อเครื่องร่อนลอยขึ้น นักบินสามารถปล่อยสายเครื่องกว้านได้เช่นเดียวกับในการบินลากจูงและบินต่อไป

บทความที่น่าสนใจ : เครื่องบินรบ การศึกษานวัตกรรมการบินที่เราจะติดอยู่บนพื้น