บทนำ
 
ประวัติการบิน เฮลิคอปเตอร์
 
หลักพื้นฐาน การบิน
 
การควบคุม ทิศทางการบิน
 
 
 
 
 
 
หลักพื้นฐานการบินของเฮลิคอปเตอร์
( page 1 )
  ทั่วไป
Helicopter, แรงยกของเฮลิคอปเตอร์ ได้มาจากการหมุนใบพัด หนึ่งชุดหรือมากกว่า ในแนวระนาบกับพื้น ใบพัดที่ว่านี้เรียกว่า Main Rotor. เมื่อ main rotor ของ helicopter หมุน มันก็จะ เกิดแรงยกหรือ lift และในเวลาเดียวกันก็จะเกิด reaction torque หรือแรงหมุนที่ลำตัว ของเฮลิคอปเตอร์ด้วย. โดยทั่วไป กับเฮลิคอปเตอร์ ที่มี main rotor ชุดเดียว ก็จะมีใบพัดชุดเล็กที่หางซึ่งเรียกว่า tail rotor เพื่อใชัต้านแรง ที่เรียกว่า Reaction torque สำหรับ เฮลิคอปเตอร์ ที่มี ใบพัด ชุดใหญ่ main rotor สองชุด เขาจะให้ main rotor นี้หมุนสวนทางกันเพื่อให้ค่า Reaction torque หักลบกันหมดไป.
 
rotor path
 
  Main Rotor
แรงยกที่เกิดจากการหมุนของ main rotor ขณะที่มันหมุนอยู่ในอากาศ และสร้างแรงยกขึ้นมา ใบพัดแต่ละใบจะสร้างแรงยกเท่าๆกัน น้ำหนักของเฮลิคอปเตอร์ ก็จะถูกแบ่งให้รับไปใบละเท่าๆกันด้วย ถ้าเฮลิคอปเตอร์มีน้ำหนัก ทั้งหมด 4000 ปอนด์ และ เฮลิคอปเตอร์มีระบบใบพัดสองใบ ดังนั้น ใบพัดแต่ละใบ ก็จะรับใบละ 2000 ปอนด์ นอกจากน้ำหนักของเฮลิคอปเตอร์ล้วนๆแล้ว (ที่เรียกว่า static load) ใบพัดแต่ละ ใบยังต้องรับ dynamic load ด้วย ซึ่งอธิบายได้ ดังนี้ เช่น ถ้าเฮลิคอปเตอร์ยกตัวด้ว อัตราเร่ง ทำให้เกิดแรงเท่ากับ 1.5g (1.5 เท่า ของ แรงดึงดูดโลก), ดังนั้นน้ำหนักที่มีผลจริงๆ ก็จะ ท่ากับ 1.5 เท่า ของน้ำหนักของเฮลิคอปเตอร์ ที่จอดอยู่เฉยๆ หรือเท่ากับ 6000 ปอนด์ แทนที่จะเป็น 4000 ปอนด์ ทั้งนี้ก็เนื่องจาก แรงดึงขึ้นของเฮลิคอปเตอร์
  Tail Rotor
ใบพัดที่หาง Tail rotor มีความสำคัญมาก ถ้าหากหมุนใบพัดหลัก Main rotor ด้วยเครื่องยนต์ Main rotor ก็จะหมุน แต่ลำตัวของเฮลิคอปเตอร์ และ เครื่องยนต์ ก็จะหมุนไปด้วยแต่ ทิศทางตรงกันข้าม กับทิศทางการหมุนของ main rotor สิ่งที่เกิดนี้ เราเรียกว่า Torque reaction. ซึ่งเป็นไปตามกฏข้อที่ สาม ของ Newton ที่ว่าด้วยการเคลื่อนที่ " to every action there is an equal and opposite reaction". tail rotor จึงใช้เพื่อ แก้อาการ ของ torque ที่เกิดขึ้นนี้ เพื่อรักษาทิศทางของเฮลิคอปเตอร์ ให้ตรง สำหรับเฮลิคอปเตอร์ ที่มี main rotor สองชุด main rotor จะหมุนในทิศทางที่กลับกัน หรือไปคนละทาง จึงทำให้ค่า Reaction torque หักล้างกัน.
 
drive train
 
Tail rotor โดยปกติทั่วๆไปแล้ว จะต่อเชื่อม มาจาก transmission gearbox โดยผ่านระบบของ drive shafts and gear boxes นั่นหมายถึง ถ้า main rotor หมุน tail rotor ก็ จะหมุนตามไปด้วย โดยทั่วไปอัตตราส่วนอยู่ระหว่าง 3:1 ถึง 6:1 ซึ่งหมายความว่าถ้า main rotor หมุน 1 รอบ tail rotor ก็จะหมุน 3 รอบ (สำหรับ 3:1) หรือ 6 รอบ (สำหรับ 6:1) แกน (shaft) เครื่องยนต์ ของเฮลิคอปเตอร์ จะต่อเข้ากับ input quill ที่ Transmission gearbox จาก transmission gearbox ออกไปขึ้นข้างบนเป็น main rotor mast (shaft ที่ไปหมุน main rotor) และ shaft ที่ออกไปทางด้านหางจะไปหมุน tail rotor.
 
torque
 
  Dissymmetry of Lift
โดยปกติ ระบบของ main rotor ทุกชนิด จะสร้างแรงยกไม่สมดุลย์ ทุกตำแหน่งที่มันหมุน Dissymmetry of Lift ในขณะ ที่ ตัวมันเอง เคลื่อนที่ไปข้างหน้า แต่ถ้าบินอยู่กับที่ แรงยก lift จะมีค่าเท่ากันทั้งหมดตลอดระนาบการหมุน ของ main rotor เมื่อเฮลิคอปเตอร์เคลื่อนที่ไปข้างหน้า, ใบพัด ที่หมุน และมี ทิศทาง ไป ด้านหน้า ก็จะแรงยก lift มากกว่า เพราะว่าความเร็วของลม (relative wind) ที่เพิ่มขึ้น และใบพัด ใบที่กำลังหมุนไปข้างหลัง หรือไปทางท้าย ก็จะมีแรงยกน้อยลง ผลที่กระทบ ก็คือ เฮลิคอปเตอร์ จะมี อาการม้วนด้านข้างหรือ roll ( ตัวอย่าง: ถ้าความเร็วของ ใบพัด = 400 กม/ชม, เฮลิคอปเตอร์ คลื่อนที่ไปข้างหน้า ด้วยความเร็ว=100 กม/ชม ใบพัดด้านที่หมุนไปข้างหน้า ก็จะมี ความเร็ว จริง=500 กม/ชม แต่ใบพัดด้านที่หมุนไปทางหางเครื่อง ก็จะมีความเร็วจริงเพียง 300 กม/ชม ) . สิ่งนี้จำเป็นต้องแก้ไข โดยวิธีใดวิธีหนึ่ง.
 
dissymmetry force
 
 Blade Flapping
แรงยก Lift ที่ไม่สมดุลย์ แก้ไขโดยวิธี Blade flapping.เพราะว่าการที่ความเร็วลมเพิ่มขึ้น และ แรงยก Lift ที่เกิดขึ้น กับ ใบพัดที่หมุนไปข้างหน้า จะทำให้ใบพัดนั้นกระดกขึ้น และ เวลาเดียวกันก็จะลดมุม angle of attack เป็นเหตุให้แรงยก Lift ลดลง สำหรับใบพัดที่หมุนไปทางหางเครื่อง ที่มีค่าแรงยก Lift น้อย ก็จะลู่ลง และในเวลาเดียวกันมุม angle of attack ก็จะเพิ่มขึ้น เป็นเหตุให้แรงยก Lift เพิ่มขึ้น จากเหตุการณ์ที่ผสมผสานกันทั้งสองอย่างนี้ จึงทำให้แรงยก Lift สมดุลย์กัน ทั้งสองครึ่ง ของระนาบการหมุน ของ main rotor โดยผ่าน ระบบ blade flapping action.
 
flapping
 
 
 
next : principle page 2
 

© 2001-2007 Thai Technics.Com. All Rights Reserved.

 

กลับหน้าแรกโฮมเพจฟิสิกส์ราชมงคล