ความรู้เกี่ยวกับการบิน

ความรู้เกี่ยวกับการบิน

ทั่วไป

ข้อมูลเบื้องต้นสำหรับให้กับผู้ที่ไม่มีความรู้เกี่ยวกับเครื่องบินมาก่อน และต้องการจะทราบหลักพื้นฐานว่าทำไมเครื่องบินถึงบินได้แต่จะไม่ลึกลงไปในรายละเอียดมากนัก

บทนำ

1. Leonado da Vinci (1452-1519), ผู้ซึ่งศึกษาในรายละเอียดการบินของนก เขาก็สรุปผิดพลาดว่า พลังกล้ามเนื้อของคนมีมากกว่านกน่า จะบินได้
2. Giovanni Alphonso Borelli's (1680) ได้ผลจากการศึกษาการบินของนก และ กล่าวว่าคนไม่มีกำลังพอที่จะยกตัวเองและเครื่องบินขึ้นสู่อากาศได้ และก็นำไปสู่จุดจบของการทดลองเครื่องบินที่หนักกว่าอากาศ
3. Jean-Francois วันที่ 15 ต.ค. 1783, ได้ทำการบินบอลลูนอากาศร้อน บินได้ 4 นาที 24 วินาที ต่อมาอีก 2 เดือน บอลลูนที่บรรจุก๊าซไฮโดรเจนทำการบินสำเร็จใช้เวลา 2 ช.ม.
4. German Otto Lilienthal (1848-1896),เป็นผู้สร้างเครื่องร่อนระบบที่ห้อยตัวที่สวยงามทำให้เขาเป็นคนแรก ในโลกที่มีความมั่นใจในการบินและ เขาบิน มากกว่า 2000 ครั้ง เขาไม่ได้พัฒนาระบบการควบคุมการบินให้กับ เครื่องร่อนของเขาแต่เขาควบคุมการบินเครื่องร่อนของเขาด้วยการโยกน้ำหนักของตัวเองไปมาเขาเสียชีวิตลงเมื่อ อายุได้ 48 ปี ใน วันที่ 10 ส.ค. 1896 เนื่องจากเครื่องร่อนของเขาตกกระทบพื้น ผู้บุกเบิกเครื่องร่อนสมัยนั้น ประกอบ ด้วย Otto Lilienthal (เยอรมัน), Percy Pilcher (อังกฤษ) ซึ่งเขาก็เสียชีวิตเนื่องจากเครื่องร่อนของเขาตก เช่นกัน
5. Wilbur (1867-1912) and Orville (1871-1948) Wright ได้ให้ความสนใจความเป็นไปได้ของอากาศยานในรุ่นแรก ๆ มาในปี 1900 พี่น้องคู่นี้ได้เป็น เพื่อนกับ Octave Chanute 1832-1910) และ Chanute พยายามชักนำ และให้ข้อมูลต่างๆ พร้อมทั้งช่วยเหลือจนกระทั่งพี่น้องตระกูล Wrights ประสบความสำเร็จในการบินโดย ใช้เครื่องยนต์การบิน ครั้งแรกที่เขาบินเครื่องบินชื่อ flyer ในวันที่ 17 ธ.ค. 1903 นี่คือสิ่งที่คนทั่ว ๆ ไป ยอมรับว่าเป็นคนแรกที่ทำความฝันให้เป็นจริง

หน่วยที่เกี่ยวข้องกับด้านการบิน

1. แรง (Force) = pounds(lb) ระยะทาง (Distance) = feet(ft)
2. เวลา (Time) = seconds(sec) ความเร็ว ที่บอกทิศทาง (Velocity) = ft/sec (fps)
3. พื้นที่ (Area) = square ft (ft2) ความกดดัน (Pressure) = lb/ft2 (psf)
4. อัตราเร่ง (Acceleration) = ft/sec/sec (fps2)
5. ความเร็วอากาศ(airspeed) = น็อต (Knots) ไมล์ทะเล/ชั่วโมง (nautical miles / hour)
6. อัตราการไต่ (Rates of climb) = ฟุต/นาที (feet / minute)

ทฤษฏีที่เกี่ยวข้องกับด้านการบิน

พลังงาน (energy)

1. Potential energy (PE)

2. Kinetic energy (KE)

Total Energy = PE + KE

ความดัน (Pressure)

1. Static Pressure (P) = ความดันบรรยากาศ

2. Dynamic Pressure (Q) = ½ ρ V2

Total Pressure = Static Pressure + Dynamic Pressure

กฎการเคลื่อนที่ของนิวตัน

1. Inertial (วัตถุในเอกภพถ้ามันหยุดนิ่ง หรือ คลื่นไหวมันจะรักษาอาการของการหยุดนิ่ง หรือ เคลื่อนที่ไว้จนกว่าจะมีแรงหนึ่งแรงใดมากระทำกับมัน มันจึงจะเปลี่ยนสถานะภาพของการหยุดนิ่ง หรือการเคลื่อนไหวนั่นๆ ไปเป็นอย่างอื่น )

2. F = ma

3. Action = Reaction

คำจำกัดความและคำเฉพาะ ทางด้านการบิน

คำจำกัดความและคำเฉพาะทางด้านการบินเหล่านี้ควรจะทราบไว้บ้าง คือ

1. Aerodynamics Aero ก็คือคำที่มาจากภาษา Greek มีความหมายว่าอากาศ และ Dynamics มาจากคำในภาษา Greek มีความหมายว่ากำลัง ( Power) หรือเป็นสาขาหนึ่งของ Physics ซึ่งพิจารณาเกี่ยวกับวัตถุเคลื่อนที่ และแรงที่ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงการเคลื่อนที่ของวัตถุนั้น เมื่อนำเอาคำว่า Aero รวมกับ คำว่า Dynamics เราก็จะได้Aerodynamics ซึ่งมีความหมายว่า " วิทยาศาสตร์ ที่ว่าด้วย ผลที่ เกิดขึ้น เนื่องจาก อากาศ หรือ ก็าซ ที่ เคลื่อนที่
2. Relative Motion วัตถุที่ เปลี่ยนตำแหน่งเราเรียกว่าวัตถุเคลื่อนที่ Relative Motion คือ วัตถุเคลื่อนที่หรือ เปลี่ยนตำแหน่งโดยเปรียบเทียบกับวัตถุอีกอันหนึ่งเครื่องบินต้องมี Relative Motion ระหว่างเครื่องบินและอากาศ ถึงจะบินอยู่ได้ ( Relative Motion ต้องไม่เท่ากับ ศูนย์ ) ความเร็วของการ เคลื่อนที่นี้ระหว่างเครื่องบิน และ อากาศ เราเรียกว่า True Airspeed
3. Bernoulli' Principle หลักของ เบอร์นูลลี่ กล่าวว่า ความเร็ว ของ อากาศ เพิ่มขึ้น ความกดดัน จะ ลดลง และ ในทำนองเดียวกัน ถ้า ความเร็วลม ลดลง ความกดดัน ของ อากาศ ก็จะ เพิ่มขึ้น.
4. Airfoil เป็นคำเฉพาะหมายถึงพื้นผิวอะไรก็ได้เช่น Airplane Aileron Elevator Rudder หรือปีกเครื่องบิน ที่ออกแบบมาเพื่อให้เกิดปฏิกิริยาจากอากาศเมื่อมันเคลื่อนที่ ผ่าน
5. Angle of Attack คือมุมแหลมที่วัดระหว่างแนวเส้น Chord ของ Airfoil และแนวของ Relative Wind.
6. Cockpit เป็นห้องนักบินซึ่งแบ่ง แยกออกจากห้องโดยสาร
7. Control Stick or Control Column คือ ตัวควบคุมที่ตั้งตรง ( เหมือนเสา ) ที่อยู่หน้านักบิน นักบินใช้ส่วนนี้ควบคุมหรือสั่งให้เครื่องบิน เอียงซ้าย - ขวา หรือ เชิด หัวขึ้น - ลง ถ้าผลักเสานี้ไปข้างหน้าหรือดึงมาข้างหลังก็จะไปควบคุม Elevator ทำให้ เครื่องบิน เชิด หัว ขึ้น หรือ ลง ถ้าหมุน (มีส่วนที่คล้ายพวงมาลัยรถยนต์) ไปทางซ้ายหรือ ขวา ก็จะไปควบคุม Ailerons ทำให้เครื่องบินเอียงซ้าย หรือ ขวา ปัจจุบัน เครื่องบินบางเครื่องเป็นเสาเล็ก ๆ อยู่ด้านข้างของนักบิน เรียกว่า Side Stick ทำงานโดยการ โยก ซ้าย- ขวา และ หน้า-หลัง
8. Aileron เป็นพื้นบังคับที่เคลื่อนไหวได้ใช้ในการ ควบคุมท่าทางของเครื่องบิน ติดตั้งอยู่ที่ชายปีกหลังส่วนของปลายปีกทั้งสองข้าง มี่จุดมุ่งหมายเพื่อควบคุมอาการเอียงของเครื่องบินหรือเคลื่อนที่รอบแกน Longitudinal Axis โดยสร้างความแตกต่างของแรงยกบนปีกทั้งสองข้างของเครื่องบิน การทำงานของ Aileron ทั้งสองข้างจะทำงานในทิศทางตรงกันข้าม เช่นถ้า Aileron ที่ปีกด้านซ้ายเลื่อนไปในทิศทางยกขึ้น Aileron ที่ปีกด้านขวาก็จะเลื่อนไปในทิศทางยกลง
9. Elevator คือแผ่นพื้นบังคับที่ติดตั้งอยู่ที่ส่วนท้ายของ Horizontal Stabilizer ใช้ในการควบคุมการยกหัวขึ้นหรือลงเพื่อให้เราไปยังความสูงที่ต้องการได้ หรือเคลื่อนที่รอบแกน Lateral Axis ติดตั้งอยู่ที่ชายหลังของแพนหาง
10. Flap เป็นพื้นบังคับที่อยู่ ชายปีกหลังใกล้กับลำตัวจะเป็นในลักษณะคล้ายบานพับ หรือแบบเลื่อนถอย ออกไปก็ได้ เพื่อเพิ่ม/ลด แรงยกของปีกโดยเพิ่มพื้นที่และความโค้งของปีกโดยปกติแล้ว จะใช้ตอนจะบินขึ้นและตอนลง การทำงานของ Flap ทั้งสองข้างจะทำงานในทิศทางเดียวกัน เช่น เมื่อเลื่อนขึ้นก็จะเลื่อนขึ้นพร้อมกันทั้งสองข้าง
11. Rudder เป็น พื้นบังคับ ที่เคลื่อนไหวได้ ติดตั้งอยู่ที่ ชายหลังของกระโดงหางทำให้หัวเครื่องบินหันไปทาง ซ้าย หรือขวา หรือเคลื่อนที่รอบแกน Vertical Axis ในการใช้งานจริงนั้น Rudder นี้จะต้องทำงานร่วมกับ Aileron เพื่อบังคับให้เครื่องบินเลี้ยว
12. Rudder Pedal เป็นส่วนที่นักบินใช้ควบคุมการทำงานของ Rudder ติดตั้งอยู่ที่พื้น นักบินจะใช้เท้าเหยียบสองเท้า ถ้าเหยียบเท้าซ้ายเครื่องบินก็จะหันไปทางซ้าย ถ้าเหยียบเท้าขวาเครื่องบินก็จะหันไปทางขวา เพราะว่า มันไปควบคุม Rudder
13. Stabilizer เป็นพื้นผิว ที่อยู่กับที่เพื่อช่วยให้เครื่องบิน รักษา ลักษณะท่าทาง การบินได้คงที่ ได้แก่ กระโดงหาง ( Vertical Stabilizer) และแพนหาง ( Horizontal Stabilizer )
14. Trim tab เป็นพื้นบังคับขนาดเล็กมีหน้านี้ช่วยให้เราให้แรงน้อยลงในการควบคุม เครื่องให้อยู่ในตำแหน่งที่เราต้องการ

ส่วนประกอบของเครื่องบิน

เมื่อเรามองไปที่สนามบินเราจะเห็นว่า มีเครื่องบินมากมายหลายแบบ แต่ถ้าเรามองให้ดีแล้วเราจะพบว่าเครื่องบินไม่ว่าแบบใดก็ตาม จะมีส่วนประกอบหลักๆ ดังนี้

Fuselage คือ ลำตัวเครื่องบินนั้นมีหน้าที่เป็นจุดเชื่อมต่อของส่วนประกอบหลักต่างๆ ที่ประกอบรวมกันเป็นเครื่องบิน แต่ส่วนที่เป็นของลำตัวเครื่องบินได้แก่ ห้องนักบิน (cabin or cockpit) , ที่นั่ง, ส่วนบังคับการบินต่างๆ และที่ใส่สัมภาระในเครื่องบินบางแบบ หรือ ที่นั่งผู้โดยสาร เป็นต้น

• Wing ปีก เมื่อมีอากาศไหลผ่านปีกของเครื่องบิน จะทำให้เกิดแรงยกเรียกว่า lift ที่ช่วยทำให้เครื่องบินลอยได้ ปีกเครื่องบิน นั้นในบางแบบจะติดตั้งอยู่ด้านบนของตัวเครื่องบิน บางแบบก็ติดตั้งอยู่กลางลำตัว หรือ บางแบบอาจติดตั้งอยู่ใต้ลำตัวเครื่อง ขึ้นอยู่กับผู้ออกแบบเครื่องบิน บนปีกจะมีพื้นบังคับหลักอยู่สองชนิดที่ด้านหลังของปีกทั้งสองข้าง เรียกว่า Aileron และ Flap
• Empennage ชุดพวงหางประกอบไปด้วย Vertical Stabilizer และ Horizontal Stabilizer ทั้งสองชุดนี้จะช่วยให้เราสามารถบังคับ เครื่องบินให้บินในระดับ และทิศทางที่ต้องการ ไปในอากาศได้ บน Vertical Stabilizer จะมี Rudder คือแผ่นพื้นบังคับที่ติดตั้งอยู่ที่ส่วนท้าย บน Honzontal Stabilizer จะมี Elevator ติดตั้งอยู่ที่ส่วนท้าย
• Landing Gear ทำหน้าที่ช่วยรับแรงกระแทกในขณะร่อนลง และช่วยรองรับเครื่องบินในขณะที่อยู่บนพื้นดิน จะประกอบไปด้วย Main Landing Gear จะติดตั้งด้านข้างของลำตัวเครื่องบิน และ Nose Landing Gear อยู่ด้านหน้าเป็นล้อหัว ขณะอยู่ที่พื้นการบังคับที่ Rudder จะมากระทำที่ล้อหัวนี้ในการเลี้ยวไปยังทิศทางที่ต้องการ Brakes ของเครื่องบินจะมีส่วนประกอบเช่นเดียวกับ ของรถยนต์ แต่เมื่อใช้งานแล้วรู้สึกว่าใช้งานยากกว่า เนื่องจาก การบังคับทั้งสองข้างจะแยกออกจากกัน โดยจะติดตั้งอยู่ที่ Main Landing Gear ทั้งสองข้างของเครื่องบินที่เป็นเช่นนี้เพื่อใช้ในการช่วยเลี้ยวในพื้นที่จำกัดบนพื้น ดังนี้ถ้าเราต้องการลดความเร็วจะต้องใช้ Brake ทั้งสองข้างในน้ำหนักที่เท่ากัน จึงจะทำให้เครื่องบินลดความเร็วลงในลักษณะที่เครื่องยังอยู่ในสภาพตรงในทิศทาง หรืออยู่บนทางวิ่ง ไม่เลี้ยวไปในทิศทางใดทางหนึ่ง
• Power Plant เครื่องบิน จะมีเครื่องยนต์(engine) อยู่ 2 ชนิด เครื่องยนต์ลูกสูบ และเครื่องยนต์กังหันก๊าซเทอร์ไบ (Jet Engine) ถ้าเป็นเครื่องบินแบบใบพัด (propeller) โดยเครื่องยนต์นั้นมีหน้าที่หลักคือ ให้พลังงานในการหมุนใบพัดทำให้เกิดแรงดูด หรือผลัก ถ้าเป็นเครื่องบินเจ็ต เครื่องยนต์ก็จะผลิตมวลอากาศร้อนออกมาทางท่อท้าย ทำให้เกิดแรงผลัก นอกจากนี้เครื่องยนต์ ยังทำหน้าที่ให้กำหนดพลังงานไฟฟ้าด้วย

แรงที่กระทำต่อเครื่องบิน

มีแรงที่กระทำต่อเครื่องบิน อยู่ 4 แรง ตลอดเวลา ขณะที่ เครื่องบิน กำลัง บินอยู่ แรงทั้ง สี่นั้น คือ 

(1) แรงยก ( Lift ), 

(2) แรงดึงดูด ของโลก ( Gravity force or Weight ), 

(3) แรงขับไปข้างหน้า (Thrust ), และ 

(4) แรงต้านทาน หรือแรงฉุด (Drag ).แรงยก และ แรงต้านถือว่า เป็นแรง ที่เกิดจาก Aerodynamics เพราะว่า แรงนี้เกิดจากการเคลื่อนที่ของเครื่องบินผ่านอากาศ

แรงยก (Lift ) 

เกิดขึ้นโดยความกดอากาศต่ำที่เกิดขึ้นที่พื้นผิวด้านบนของปีก เมื่อเปรียบเทียบกับความกดอากาศที่พื้นผิวด้านล่างของปีกเครื่องบิน หรือ แรงที่กระทำบนพื้นผิวด้านบนของปีก น้อยกว่าแรงที่กระทำที่พื้นผิว ของปีกด้านล่างตามหลักของ เบอร์นูลลี่ ทำให้เกิดแรงยก ขึ้นข้างบนที่ปีกของเครื่องบิน ลักษณะและรูปร่างของปีกเครื่องบิน จะถูกออกแบบมาให้อากาศที่พัดไหลผ่านด้านบนของปีกจะมีระยะทางที่อากาศต้องเดินทางมากกว่า จึงทำให้ ต้องไหล ผ่าน เร็วกว่า ด้านล่าง ทำให้เกิดความกดอากาศต่ำ ดังนั้น จึงทำให้ ปีกถูกยกขึ้น แรงยกก็ คือ แรงที่อยู่ตรงข้ามกับน้ำหนัก หรือแรงดึงดูดของโลก แรงยกขึ้นอยู่กับ 

(1) รูปร่างของ Airfoil 

(2) มุมที่ปีก กระทำต่อ Relative Wind ที่เรียนว่า Angle of Attack 

(3) พื้นที่ผิวที่อากาศไหลผ่าน 

(4) กำลังสองของความเร็วลม (นำไปหา dynamic pressure) 

(5) ความหนาแน่นของอากาศ (นำไปหา Dynamic Pressure)

น้ำหนัก (Weight ) 

เกิดจากแรงดึงดูดของโลกแรงนี้กด หรือ ดึงเครื่องบินลงมายังโลกเรา ถือว่ากระทำที่จุด

ศูนย์กลางของแรง หรือ CG ของเครื่องบิน

แรงขับเคลื่อน (Thrust ) 

คือ แรงที่ขับเคลื่อนไปข้างหน้าจะเป็นแรงผลัก หรือ แรงฉุดที่เกิดจาก เครื่องยนต์ ของเครื่องบิน ไม่ว่า จะเป็น เครื่องยนต์ ลูกสูบ, เครื่องยนต์ เทอร์โบเจ็ท หรือ เทอร์โบ แฟน

แรงต้าน ( Drag ) 

เป็นแรงที่กระทำ ตรงข้ามกับแรงที่ขับเคลื่อนเครื่องบินไปข้างหน้า โดยเฉพาะเป็นแรง ที่ ต่อต้านการเคลื่อนที่ของวัตถุในอากาศมีทิศทางขนาน กับวัตถุที่เคลื่อนที่ ก็คือ แรงเสียดทานของอากาศที่ผ่านส่วนต่างๆ ของเครื่องบิน แรงต้านเกิดจากการกระทบของอากาศ การ เสียดทานของพื้นผิวเครื่องบิน และแรงดูด เนื่องจากอากาศแทนที่

★★★★★

หนังสือ Student Pilot ติวสอบทุนนักบิน

★ ทั้งหมดรวม มากกว่า 100 ++ไฟล์

★ จำนวนมากกว่า 3,000 ++หน้า

★ แบบฝึกมากกว่า 1,000 ++ข้อ

★ รวมทั้งวิชาคณิตศาสตร์ ฟิสิกส์

★ วัดความถนัด ภาษาอังกฤษ

★ และความรู้ทั่วไป

★ ใช้ในการสอบได้ทุกรอบ

★ ใช้ในการสอบได้ทุกสายการบิน

ราคา : 980 บาท
สั่งซื้อที่ Line : @tutorferry

========

คอร์สติวสอบนักบิน student pilot เป็นคอร์ส VDO

- math 30 hrs. (3500 บาท)

- physics 30 hrs. (3500 บาท)

- aptitude test 18 hrs. (2500 บาท)

ลงเรียนทั้ง 3 วิชา แถมชุดไฟล์ SP (มูลค่า 980 บาท) ให้ด้วยครับ

สนใจ สอบถามได้ที่ Line : @tutorferry