ความรู้เก่ียวกบั เคร่ืองบิน เรียบเรียงโดย นาย ณัฐพล แก้วจนั ทร์ สาขางานเทคนิคยานยนต์ วทิ ยาลัยเทคนิคสุโขทยั
เคร่ืองบนิ หรือ (องั กฤษ: airplane or aeroplane) คอื พาหนะสาหรับเดนิ ทางที่สามารถบนิ ไปในอากาศได้ (อากาศยาน) โดยเครื่องบนิ เป็นอากาศยานที่หนกั กวา่ อากาศ เคร่ืองบนิ สามารถบนิ ได้โดยอาศยัแรงยกจากปี กตามหลกั การของอากาศพลศาสตร์และถกู ขบั เคลื่อนไปข้างหน้าโดยแรงผลกั จากเคร่ืองยนต์ไอพน่ หรือใบพดั (อากาศยานที่เบากวา่ อากาศถกู เรียกวา่ \"เรือเหาะ\") เครื่องบนิ มีหลายขนาด, หลายรูปทรง,และปี กหลายแบบ ลกั ษณะการใช้งานจะเป็นการใช้เพื่อการพกั ผอ่ น, การขนสง่ สนิ ค้าและการโดยสาร, ใช้ในการเกษตร, การทหาร, และการวิจยั . เครื่องบนิ มีทงั้ แบบที่ใช้เคร่ืองยนต์ และไมใ่ ช้เคร่ืองยนต์ เครื่องบนิแบบท่ีไมใ่ ช้เคร่ืองยนต์จะมีช่ือเรียกอีกชื่อวา่ เคร่ืองร่อน เครื่องบนิ ท่ีมีใช้งานอยสู่ ว่ นใหญ่เป็นอากาศยานปี กคงที่ (องั กฤษ: fixed-wing aircraft) ขบั โดยนกั บนิ ที่อยใู่ นเครื่อง บางชนิดถกู ออกแบบให้ทางานด้วยระบบคอมพวิ เตอร์หรือการควบคมุ ระยะไกลโดยไม่ต้องมีนกั บนิ ภายในเคร่ือง. สว่ นอากาศยานปี กหมนุ /เฮลิคอปเตอร์ หรือที่บางแหง่ เรียกวา่ เคร่ืองบนิ ปี กหมนุเป็นอากาศยานอีกชนิดหนงึ่ ท่ีมีจานวนรองลงไปนิรุกติศาสตร์และการใช้งาน[แก้] หลกั ฐานครัง้ แรกเกิดขนึ ้ ในประเทศองั กฤษในปลายศตวรรษท่ี 19 (ก่อนที่จะมีการบนิ ท่ีขบั เคลื่อนด้วยเคร่ืองยนต์ที่บนิ ได้จริงเป็ นครัง้ แรก), คาวา่ airplane หรือ aeroplane มาจากภาษาฝรั่งเศส, ซงึ่ มาจากภาษากรีก ἀήρ (aēr), \"air\"[1] กบั คาวา่ planus, \"level\", ในภาษาลาตนิ [2] หรือคาวา่ (planos),\"wandering\" ในภาษากรีก πλάνος[3][4]. คาวา่ \"เคร่ืองบนิ \" เดมิ หมายถงึ เฉพาะปี กเทา่ นนั้ และมนั เป็ นรูปแนวราบ(องั กฤษ: plane)ท่ีเคลื่อนท่ีไปในอากาศได้[5]. ในประเทศสหรัฐอเมริกาและแคนาดา, คาวา่ \"airplane\" ถกู ใช้สาหรับอากาศยานปี กคงที่ท่ีใช้เคร่ืองยนต์. ในสหราชอาณาจกั รและสว่ นใหญ่ของเครือจกั รภพองั กฤษ, จะใช้คาวา่ \"aeroplane\"ประวตั ิ[แก้] บทความหลกั : ประวตั ศิ าสตร์การบินและเครื่องแรกบนิพงศาวดาร[แก้] หลายเร่ืองตงั้ แตส่ มยั โบราณจะเก่ียวข้องกบั การบนิ , เชน่ ตานานกรีกแหง่ อิคารัสและเดดาลสั , และVimana ในมหากาพย์อินเดียโบราณ. ประมาณ 400 กอ่ นคริสตกาลในกรีซ, Archytas ได้ชื่อวา่ เป็นผ้อู อกแบบและสร้างอปุ กรณ์การบนิ ขบั เคลื่อนด้วยตวั เองของเทียมตวั แรก, เป็นรูปแบบของนกขบั เคล่ือนด้วยไอพน่ ท่ีนา่ จะเป็นไอนา้ , ได้รับการกลา่ วขานว่าได้ทาการบนิ ดวั ยระยะทางประมาณ 200 เมตร (660ฟตุ )[6][7]. เครื่องนีน้ า่ จะถกู ระงบั ไมใ่ ห้มีการบนิ อีกตอ่ ไป[8][9].
บางสว่ นของความพยายามด้วยเครื่องร่อนที่ถกู บนั ทกึ ไว้ก่อนหน้านนั้ ไกลที่สดุ คอื จากความพยายามโดยกวีในศตวรรษท่ี 9 ชื่อ อบั บาส อิบนั Firnas และพระในศตวรรษที่ 11 ชื่อ Eilmer แหง่ Malmesbury;การทดลองทงั้ สองได้ทาให้นกั บนิ ได้รับบาดเจ็บ[10]. Leonardo da Vinci ได้วิจยั การออกแบบปี กของนกและได้ออกแบบเครื่องบนิ พลงั มนษุ ย์ในหนงั สือCodex on the Flight of Birds (1502).Jean-Marie Le Bris และเคร่ืองร่อนของเขา, Albatros II, ถ่ายภาพโดยนาดาร์เมื่อปี 1868 ในปี ค.ศ. 1799 เซอร์จอร์จ เคย์ลีกาหนดแนวคดิ ของเครื่องบนิ ท่ีทนั สมยั วา่ เป็นเคร่ืองยนตป์ ี กคงท่ีที่บนิ ได้ด้วยระบบการยกตวั , การขบั เคล่ือน, และการควบคมุ แยกตา่ งหาก[11][12]. เคย์ลีได้สร้างและบนิแบบจาลองของยานอากาศปี กคงที่ตอนต้นปึ 1803, และเขาได้สร้างเครื่องร่อนบรรทกุ ผ้โู ดยสารได้ประสบความสาเร็จใน 1853[13]. ในปี 1856 ชาวฝรั่งเศส ฌอง-มารี เลอ บริซทาการบนิ ด้วยการขบั เคล่ือนด้วยกาลงังานเป็ นครัง้ แรกโดยใช้เครื่องร่อนของเขาชื่อ \"L'Albatros artificiel\" ลากโดยม้าหนงึ่ ตวั บนชายหาด.[ตอ้ งการ.อา้ งอิง] จากนนั ้ Alexander F. Mozhaisky ยงั ได้ทาการออกแบบด้วยนวตั กรรมบางอย่าง. ในปี 1883 ชาวอเมริกนั จอห์น เจ Montgomery ทาการบนิ ด้วยเครื่องร่อนแบบควบคมุ [ตอ้ งการอา้ งอิง]. นกั บนิ อื่นๆที่ทาการบนิ ท่ีคล้ายกนั ในชว่ งเวลานนั้ ก็มี Otto Lilienthal, Percy Pilcher, และ Octave Chanute. เซอร์ไฮแรม Maxim สร้างยานลาหนงึ่ ท่ีมีนา้ หนกั 3.5 ตนั , ที่มีความยาวปี ก 110 ฟตุ (34 เมตร)ขบั เคล่ือนด้วยเครื่องยนตไ์ อนา้ ขนาด 360 แรงม้า (270 กิโลวตั ต์) สองเคร่ืองเพ่ือขบั สองใบพดั . ในปี 1894,เครื่องของเขาได้รับการทดสอบกบั รางเหนือศีรษะเพื่อป้ องกนั ไมใ่ ห้มนั พงุ่ ขนึ ้ ฟ้ า. การทดสอบแสดงให้เหน็ วา่มนั มีแรงยกมากพอท่ีจะใช้ในการทะยานขนึ ้ . ยานนีไ้ มส่ ามารถควบคมุ ได้, ซง่ึ Maxim คาดวา่ จะรู้ดีเพราะเขาได้ละทิง้ งานนีใ้ นที่สดุ [14] ในยคุ 1890s Lawrence Hargrave ได้ดาเนินการวิจยั เก่ียวกบั โครงสร้างของปี กและพฒั นาวา่ วรูปกลอ่ งท่ียกนา้ หนกั ของคนคนหนง่ึ . การออกแบบวา่ วรูปกลอ่ งของเขาถกู นามาใช้กนั อยา่ งแพร่หลาย. แม้วา่เขายงั ได้พฒั นาเครื่องยนตอ์ ากาศยานหมนุ ประเภทหนงึ่ , เขาก็ไมไ่ ด้สร้างและบนิ อากาศยานปี กคงท่ีขบั เคลื่อนด้วยกาลงั [15]. ระหวา่ งปี 1867 ถงึ 1896 ผ้บู กุ เบกิ ชาวเยอรมนั เรื่องการบนิ ของมนษุ ย์ Otto Lilienthal ได้พฒั นายานบนิ ท่ีหนกั กวา่ อากาศ. เขาเป็นคนแรกท่ีทาเป็ นเอกสารและสาเนาด้านการบินด้วยเครื่องร่อนที่ประสพความสาเร็จได้อย่างดี.
Otto Lilienthal ระหวา่ งการบนิ ราวปี 1895ทฤษฎีการบนิ ของเคร่ืองบนิ [แก้] มีหลายทฤษฎีท่ีใช้อธิบายการบนิ ของเครื่องบนิ (แตจ่ นถงึ วนั นีย้ งั มีการโต้แย้งวา่ คาอธิบายตา่ งๆ ยงัไมส่ มบรู ณ์) ทฤษฎีการเคล่ือนที่ของอากาศ (กฎของแบร์นลู ลี) ท่ีวา่ อากาศท่ีเคล่ือนท่ีเร็วกวา่ จะมีแรงกดดนั ตา่ กวา่ โดยออกแบบให้ปี กของเคร่ืองบนิ มีความโค้งทางด้านบนและเรียบแบนทางด้านลา่ ง อากาศที่ เคล่ือนที่ผ่านใต้ปี กเคร่ืองบนิ จะมีความเร็วต่ากว่าทางด้านบนของปี กเคร่ืองบนิ ความดนั ใต้ปี ก เครื่องบินจงึ สงู กวา่ ความดนั เหนือปี กเคร่ืองบนิ ทาให้เกิดแรงยกขนึ ้ ทาให้เครื่องบนิ บนิ ได้ ทฤษฎีของนวิ ตนั กบั แรงยก ที่วา่ แรงยกที่ทาให้เครื่องบนิ บนิ ได้เกิดจากปี กเคลื่อนท่ีด้วยความเร็ว ทา มมุ ปะทะ (องั กฤษ: angle of attack) ท่ีเหมาะสมกบั อากาศ และแรงยกนีเ้ทา่ กบั โมเมนต์ (moment) ที่เปล่ียนไปของอากาศ ท่ีถกู ปี กของเคร่ืองบนิ บงั คบั ให้ไหลลงข้างลา่ ง (พฤตกิ รรมท่ี อากาศถกู บงั คบั ให้ไหลลงข้างลา่ งนีเ้รียกวา่ \"การล้างลง\" องั กฤษ: downwash)เท่ยี วบนิ ท่ขี ับเคล่ือนด้วยกาลังในช่วงต้น[แก้] การบนิ ของพี่น้องตระกลู ไรท์ในปี 1903 เป็นที่ยอมรับโดย Fédération AéronautiqueInternationale (FAI) เรื่องการตงั้ คา่ และตวั เก็บบนั ทกึ ข้อมลู มาตรฐานสาหรับการบินในอากาศ, วา่ เป็น\"การบินขบั เคล่ือนด้วยกาลงั ด้วยยานที่หนกั กว่าอากาศอยา่ งตอ่ เนื่องและควบคมุ ได้เป็นครัง้ แรก\"[16]. เม่ือปี1905, Wright Flyer III สามารถทาการบินท่ีอยใู่ นการควบคมุ ได้อยา่ งเตม็ ท่ีและมน่ั คงสาหรับชว่ งเวลาที่ตอ่ เน่ือง. พ่ีน้องตระกลู ไรท์ยกเครดติ ให้กบั Otto Lilienthal วา่ เป็นแรงบนั ดาลใจที่สาคญั ในการตดั สนิ ใจของพวกเขาที่จะค้นหาวธิ ีทาการบนิ ท่ีมีมนษุ ย์ควบคมุ . ในปี 1906, Alberto Santos Dumont ทาสิง่ ที่อ้างวา่ เป็นการบนิ ด้วยเคร่ืองบนิ เป็นครัง้ แรกที่ไมม่ ีใครชว่ ยเหลือโดยใช้เครื่องขว้างหนิ โบราณ(องั กฤษ: catapult)[17] และได้สร้างสถิตโิ ลกครัง้ แรกท่ีได้รับการยอมรับโดย Aero-club de France โดยทาการบนิ ระยะทาง 220 เมตร (720 ฟตุ ) ในเวลาน้อยกวา่ 22วนิ าที[18]. การบนิ ครัง้ นีก้ ็ยงั ได้รับการรับรองโดย FAI อีกด้วย[19][20].
การออกแบบยานอากาศในตอนต้นท่ีได้นามารวมกนั ของรูปแบบหวั ลากปี กชนั้ เดียว(องั กฤษ: monoplane tractor configuration)ที่ทนั สมยั คือการออกแบบของ Bleriot VIII ในปี 1908. มนั มีพืน้ ผวิ หางท่ีเคล่ือนที่ได้เพ่ือควบคมุ ทงั้ การหนั เหและระยะหา่ ง, รูปแบบหนง่ึ ของการควบคมุ การม้วนที่จดัโดยการบดิ ของปี กหรือโดยใช้ปี กเสริมและถกู ควบคมุ โดยนกั บนิ ที่มีจอยสตก๊ิ และแทง่ หางเสือ. มนั เป็นบรรพบรุ ุษท่ีสาคญั อนั หนง่ึ ของเคร่ือง Bleriot XI รุ่นตอ่ มาท่ีเป็นยานอากาศที่บนิ ข้ามชอ่ งแคบองั กฤษในชว่ งฤดูร้อนปี 1909[21]. หลงั จากที่ทางานไปมากยานอากาศ Vlaicu nr. 1 ก็สร้างเสร็จในปี 1909, และได้รับการทดสอบการบนิ เม่ือวนั ท่ี 17 มิถนุ ายน 1910. จากการบนิ ครัง้ แรก เครื่องบนิ ไมม่ ีความจาเป็นในการเปล่ียนแปลงใดๆ.เครื่องบนิ ที่ถกู สร้างขนึ ้ จากอะลมู ิเนียมชิน้ เดียวมีความยาว 10 เมตรซงึ่ ใช้รองรับเครื่องบนิ ทงั้ ลา, ทาให้มนัง่ายมากท่ีจะบนิ . เคร่ืองบินสิบเคร่ืองถกู สร้างขนึ ้ มาสาหรับกองทพั อากาศโรมาเนีย, ทาให้มนั เป็นกองทพั อากาศลาดบั ที่สองที่เคยมีมาในโลก. สงครามโลกครัง้ ที่หนง่ึ ถกู ใช้เป็นสนามทดสอบสาหรับการใช้เครื่องบินเป็นอาวธุ . เคร่ืองบนิ ได้แสดงให้เห็นถึงศกั ยภาพของพวกเขาท่ีเป็นนงั่ ร้านเพื่อการสงั เกตเคลื่อนที่, จากนนั้ มนั ได้รับการพิสจู น์วา่ ตวั มนั เองเป็นเครื่องจกั รของสงครามที่มีความสามารถในการก่อให้เกิดการบาดเจ็บล้มตายให้กบั ศตั รู. ชยั ชนะทางอากาศที่เก่าแกท่ ี่สดุ เทา่ ที่เคยรู้จกั กนั ที่มีการใช้เคร่ืองบนิ รบติดอาวธุ ปื นทางานแบบซิงโครไนซ์ได้เกิดขนึ ้ ในปี1915, โดยเรืออากาศโทเยอรมนั Luftstreitkräfte Leutnant เคริ ์ต Wintgens. เคร่ืองบินขบั ไลเ่ อซปรากฏตวัขนึ ้ ; ที่ย่งิ ใหญ่ที่สดุ (โดยจานวนของชยั ชนะการตอ่ ส้ทู างอากาศ) เป็นของ Manfred von Richthofen. หลงั จากสงครามโลกครัง้ ที่หนง่ึ เทคโนโลยีอากาศยานยงั คงพฒั นาตอ่ ไป. Alcock and Brown บนิข้ามมหาสมทุ รแอตแลนตกิ โดยไมห่ ยดุ เป็นครัง้ แรกในปี 1919. เที่ยวบนิ พาณิชย์นานาชาตคิ รัง้ แรกเกิดขนึ ้ระหวา่ งสหรัฐอเมริกาและแคนาดาในปี 1919[ตอ้ งการอา้ งอิง]. เครื่องบินมีการแสดงตนอยใู่ นการตอ่ ส้ทู ่ีสาคญั ทกุ ครัง้ ของสงครามโลกครัง้ ท่ีสอง. พวกมนั เป็นองคป์ ระกอบสาคญั ของกลยทุ ธ์การทหารในชว่ งเวลานนั้ , เชน่ 'การรบสายฟ้ าแลบของเยอรมนั 'หรือการรบด้วยเรือบรรทกุ เคร่ืองบนิ ระหวา่ งอเมริกาและญี่ป่ นุ ในสงครามมหาสมทุ รแปซิฟิก.การพัฒนาของเคร่ืองบินเจ็ท[แก้] เครื่องบินเจ็ทที่ทางานได้เคร่ืองแรกคือ Heinkel He 178 ของเยอรมนั , ซงึ่ ได้รับการทดสอบในปี1939. ในปี 1943, Messerschmitt Me 262, เคร่ืองบนิ รบเจท็ ท่ีทางานได้เครื่องแรกได้รับการบรรจเุ พ่ือให้บริการในกองทพั เยอรมนั . ในเดือนตลุ าคมปี 1947, Bell X-1 เป็นเคร่ืองบินลาแรกท่ีบนิ ได้เร็วกวา่ เสียง[ตอ้ งการอา้ งอิง]
สายการบนิ เจท็ สายแรก, de Havilland Comet ได้รับการแนะนาในปี 1952. Boeing 707, เป็นเครื่องเจท็ เชิงพาณิชย์เตร่ืองแรกท่ีประสบความสาเร็จอยา่ งกว้างขวาง, ให้บริการเชงิ พาณิชย์มานานกวา่ 50ปี , จากปี 1958 ถงึ 2010. Boeing 747 เป็นเคร่ืองบนิ โดยสารที่ใหญ่ท่ีสดุ ในโลกตงั้ แตป่ ี 1970 จนกระทง่ั มนัถกู แซงหน้าโดย Airbus A380 ในปี 2005.การขบั เคล่ือน[แก้] ดเู พ่มิ เตมิ : อากาศยานที่ขบั เคลื่อนโดยเครื่องยนต์และเครื่องยนต์ของอากาศยานเคร่ืองยนต์ใบพัด[แก้]เครื่องบินปี กสองชนั้ Antonov An-2 เคร่ืองบนิ ใบพดั ท่ีมีขนาดเลก็ กวา่ และเก่ากวา่ ใช้ประโยชน์ของเคร่ืองยนต์ท่ีเคล่ือนขนึ ้ ลงสลบั กนั(หรือเคร่ืองยนตล์ กู สบู ) เพ่ือหมนุ ใบพดั เพื่อสร้างแรงผลกั ดนั . ปริมาณของแรงผลกั ดนั ที่ใบพดั สร้างจะถกูกาหนดโดยพืน้ ที่จาน - พืน้ ท่ีที่ใบพดั หมนุ . ถ้าพืน้ ที่มีขนาดเล็กเกินไป, ประสทิ ธิภาพก็จะต่า, และถ้าพืน้ ท่ีมีขนาดใหญ่มาก, ใบพดั จะต้องหมนุ ที่ความเร็วต่ามากเพื่อหลีกเล่ียงไมใ่ ห้เร็วเหนือเสียงและการสร้างเสียงรบกวนจานวนมากและสร้างแรงผลกั ดนั ไมม่ าก. เน่ืองจากข้อจากดั เหล่านี,้ การใช้ใบพดั จงึ เป็นที่ช่ืนชอบสาหรับเครื่องบนิ ท่ีเดินทางท่ีต่ากว่า 0.5 เทา่ ของความเร็วเสียง, ในขณะท่ีเครื่องยนต์เจ็ทจะเป็นทางเลือกที่ดีกวา่ สาหรับความเร็วท่ีสงู กวา่ นนั้ . เคร่ืองยนตใ์ บพดั อาจจะเงียบกวา่ เครื่องยนตเ์ จ็ท (แม้วา่ จะไมเ่ สมอไป)และอาจมีคา่ ใช้จา่ ยน้อยกวา่ ที่จะซือ้ หรือบารุงรักษาและยงั คงเป็นเครื่องสามญั สาหรับการบนิ ขนาดเบาทว่ั ไปเชน่ Cessna 172. เคร่ืองบนิ ใบพดั ที่ทนั สมยั ขนาดใหญ่เชน่ Dash 8 ใช้เครื่องยนตเ์ จ็ทเพ่ือหมนุ ใบพดั ,เหตผุ ลเบอิ ้ งต้นก็คือเคร่ืองยนต์ลกู สบู ท่ีมีกาลงั เทียบเทา่ จะมีขนาดใหญ่มากและซบั ซ้อนมากกว่า.เคร่ืองยนต์เจท็ [แก้]
เครื่องบนิ ความเร็วเหนือเสียง Concorde เคร่ืองบินเจท็ ถกู ขบั เคล่ือนด้วยเครื่องยนต์เจท็ เพราะข้อจากดั ทางอากาศพลศาสตร์ของใบพดั ไม่สามารถใช้กบั เครื่องยนตไ์ อพน่ ได้. เครื่องยนต์เหลา่ นีจ้ ะมีประสิทธิภาพมากกวา่ เคร่ืองยนต์ลกู สบู ในขนาดหรือนา้ หนกั ที่เทา่ กนั , มีความเงียบและคอ่ นข้างทางานได้ดีที่ระดบั ความสงู ท่ีสงู กวา่ . เครื่องบนิ เจท็ ที่ทนั สมยั สว่ นใหญ่ใช้เคร่ืองยนต์ไอพน่ แบบ turbofan ซง่ึ สมดลุ กบั ข้อได้เปรียบตา่ งๆของใบพดั , ขณะท่ีรักษาความเร็วและพลงั ของเจท็ . นีเ้ป็นหลกั สาคญั ที่ใบพดั ท่ีถกู ทาเป็นท่อท่ีแนบมากบั เคร่ืองยนต์เจ็ท, เหมือนturboprop, แตม่ ีเส้นผา่ ศนู ย์กลางขนาดเลก็ กว่า. เมื่อตดิ ตงั้ บนเครื่องบิน, มนั จะมีประสทิ ธิภาพตราบเทา่ ท่ีมนั ยงั คงรักษาความเร็วต่ากวา่ ความเร็วของเสียง (หรือ subsonic). เครื่องบนิ รบเจท็ และเครื่องบนิ ความเร็วเหนือเสียงอื่นๆ ที่ไมไ่ ด้ใช้เวลาอยา่ งมากท่ีความเร็วเหนือเสียงก็มกั จะใช้ turbofans, แตเ่ พื่อให้ทางาน, ทอ่นาอากาศเข้าเป็นสง่ิ จาเป็นเพ่ือชะลอความเร็วของอากาศเพ่ือท่ีว่าเมื่ออากาศมาถึงท่ีด้านหน้าของturbofan, มนั จะเป็น subsonic. เมื่อผา่ นเข้าไปในเคร่ืองยนต์, มนั จะถกู เร่งความเร็วกลบั ไปท่ีความเร็วเหนือเสียง. เพื่อเพม่ิ การสง่ ออกพลงั งานให้มากขนึ ้ ไปอีก, เชือ้ เพลงิ ถกู อดั เข้าไปในกระแสไอเสีย, มนั จะจดุระเบดิ ท่ีนนั่ . ขบวนการนีเ้รียกวา่ ต้วเผาทีหลงั (องั กฤษ: afterburner) และถกู นามาใช้ทงั้ เครื่องบนิ เจต็ ท่ีบริสทุ ธิ์และเคร่ืองบนิ turbojet แม้วา่ ปกตมิ นั จะถกู ใช้ในเครื่องบนิ รบเทา่ นนั้ เน่ืองจากปริมาณนา้ มนัเชือ้ เพลงิ ท่ีใช้, และมนั อาจจะถกู ใช้เพียงชว่ งระยะเวลาสนั้ ๆเทา่ นนั้ . สายการบนิ ความเร็วเหนือเสียง (เชน่คองคอร์ด) ไมไ่ ด้อยใู่ นการใช้งานอยา่ งกว้างขวางอีกตอ่ ไปเพราะการบนิ ท่ีความเร็วเหนือเสียงสร้างโซนิคบมูซง่ึ เป็นส่ิงต้องห้ามในพืน้ ท่ีที่มีประชากรหนาแนน่ , และเพราะการบริโภคนา้ มนั เชือ้ เพลิงท่ีสงู กวา่ มากถ้าต้องบนิ ด้วยความเร็วเหนือเสียง. เครื่องบินเจ็ตมีความเร็วสงู แบบ cruising speed ที่ 700-900 กิโลเมตร/ชว่ั โมง (430-560 ไมล์ตอ่ชวั่ โมง)และท่ีความเร็ว 150-250 กิโลเมตร/ชวั่ โมง (93-155 ไมล์ตอ่ ชวั่ โมง)สาหรับบินขนึ ้ (องั กฤษ: takeoff)และลงพืน้ (องั กฤษ: landing). เน่ืองจากความเร็วท่ีจาเป็ นสาหรับการบนิ ขนึ ้ และลงพืน้ , เคร่ืองบนิ เจ็ทใช้ปี กท่ีขยบั ได้(องั กฤษ: flap)และอปุ กรณ์ที่มีขอบโค้งมน(องั กฤษ: leading edge device)ในการควบคมุ การยกตวั และความเร็ว. มีหลายลาท่ียงั ใช้ตวั สลบั ทิศแรงขบั ดนั (องั กฤษ: thrust reverser)เพ่ือชะลอความเร็วเม่ือเครื่องบนิ ลงพืน้ .เคร่ืองยนต์ไฟฟ้ า[แก้] เคร่ืองบนิ ไฟฟ้ าทางานด้วยมอเตอร์ไฟฟ้ าแทนที่จะเป็นเคร่ืองยนตส์ นั ดาปภายใน, โดยกระแสไฟฟ้ าได้มาจากเซลล์เชือ้ เพลงิ , เซลล์แสงอาทติ ย์, ตวั เก็บประจยุ ิง่ ยวด, power beaming[22] หรือแบตเตอร่ี.ปัจจบุ นั เครื่องบนิ ไฟฟ้ าสว่ นใหญ่ยงั เป็นเคร่ืองต้นแบบอยรู่ ะหวา่ งการทดลอง, รวมทงั้ ยานพาหนะทางอากาศที่มีคนขบั และไมม่ ีคนขบั .เคร่ืองยนต์จรวด[แก้]
เครื่องบนิ แบบ Bell X-1 ขณะกาลงั บนิ ในปี 1947 ในสงครามโลกครัง้ ที่สอง, เยอรมนั ใช้เครื่องบนิ ขบั เคลื่อนด้วยจรวด Messerschmitt Me 163.เครื่องบนิ ลาแรกที่จะทาลายกาแพงเสียงเป็นเครื่องบนิ จรวด - Bell X-1. ตอ่ มา North American X-15ทาลายสถิติความเร็วและระดบั ความสงู หลายครัง้ และได้วางรากฐานจานวนมากสาหรับอากาศยานและการออกแบบยานอวกาศในภายหลงั . เครื่องบนิ จรวดไมไ่ ด้อย่ใู นการใช้งานทวั่ ไปในวนั นี,้ ถึงแม้วา่ การtakeoff โดยใช้จรวดชว่ ยจะถกู นามาใช้สาหรับเครื่องบินทหารบางครัง้ . เคร่ืองบนิ จรวดลา่ สดุ รวมถึงSpaceShipOne และ XCOR EZ-Rocket.เคร่ืองยนต์แบบ Ramjet และ Scramjet[แก้]แนวความคดิ ของศลิ ปิ นเก่ียวกบั X-43A กบั scramjet ที่แนบมากบั ด้านลา่ ง Ramjet คอื รูปแบบหนงึ่ ของเคร่ืองยนตเ์ จ็ทท่ีไมม่ ีชิน้ สว่ นที่เคล่ือนไหวที่สาคญั และเป็นประโยชน์เฉพาะอยา่ งในการใช้งานที่ต้องใช้เครื่องยนต์ขนาดเลก็ และเรียบง่ายสาหรับการใช้ความเร็วสงู เชน่ ใช้กบัขีปนาวธุ . Ramjet ต้องการการเคลื่อนท่ีไปข้างหน้าก่อนที่มนั จะสามารถสร้างแรงผลกั ดนั และเพื่อทาอย่างนนั้ มนั มกั จะถกู ใช้ร่วมกบั รูปแบบอื่นๆของการขบั เคลื่อน, หรือกบั วิธีการภายนอกเพ่ือบรรลคุ วามเร็วที่เพียงพอ. ลอ็ กฮีด D-21 เป็นเคร่ือง drone สอดแนมที่ขบั เคลื่อนด้วย ramjet ที่มีความเร็วเป็น 3+ ของความเร็วเสียงท่ีถกู ปลอ่ ยออกจากยานแม.่ Ramjet จะใช้การเคล่ือนไหวไปข้างหน้าของยานแมเ่ พ่ือบงั คบัให้อากาศว่งิ ผา่ นเคร่ืองยนตโ์ ดยไมต่ ้องหนั ไปพงึ่ กงั หนั หรือใบพดั . เชือ้ เพลิงจะถกู เพ่มิ เข้าไปและจดุ ระเบิด,ซงึ่ ทาให้อากาศร้อนและขยายตวั เพื่อสร้างแรงผลกั ดนั . Scramjet เป็น ramjet เหนือเสียงและมีความแตกตา่ งนอกเหนือจากการรับมือกบั การไหลของอากาศความเร็วเหนือเสียงภายในท่ีทางานเหมือน ramjet ธรรมดา. ประเภทของเคร่ืองยนต์นีต้ ้องใช้ความเร็วเร่ิมต้นที่สงู มากเพื่อให้มนั ทางานได้. นาซา่ X-43, scramjet ทดลองที่ไมม่ ีคนขบั , ได้ทาสถิตโิ ลก
ด้านความเร็วในปี 2004 สาหรับเครื่องบนิ เจ็ทด้วยความเร็ว 9.7 เทา่ ของความเร็วเสียง, เกือบ 7,500 ไมล์ตอ่ ชว่ั โมง (12,100 กิโลเมตร/ชว่ั โมง).การออกแบบและการผลิต[แก้] บทความหลกั : ผ้ผู ลติ เครื่องบนิสายการผลิตเครื่องบนิ SR-71 Blackbird ที่ Skunk Works, โครงการพฒั นาชนั้ สงู (ADP) ของ LockheedMartin เครื่องบินสว่ นใหญ่จะสร้างขนึ ้ โดยหลายบริษทั ท่ีมีวตั ถปุ ระสงค์ในการผลิตให้กบั ลกู ค้าในปริมาณที่ต้องการ. ขนั้ ตอนการออกแบบและการวางแผน, รวมถึงการทดสอบความปลอดภยั , อาจใช้เวลายาวนานถงึ สี่ปี สาหรับเคร่ืองบนิ ใบพดั ขนาดเลก็ หรือนานกวา่ นนั้ สาหรับเคร่ืองบนิ ขนาดใหญ่. ในระหวา่ งกระบวนการนี,้ วตั ถปุ ระสงค์และข้อกาหนดการออกแบบของเคร่ืองบนิ จะมีการจดั ตงั้ ขนึ ้ .ขนั้ แรก บริษัทผ้ผู ลิตจะใช้ภาพวาดและสมการตา่ งๆ, การจาลอง, การทดสอบในอโุ มงค์ลม, และประสบการณ์เพ่ือทานายพฤตกิ รรมของเคร่ืองบนิ . คอมพิวเตอร์หลายเครื่องจะถกู ใช้เพ่ือวาดแบบ, วางแผนและทาแบบจาลองเบือ้ งต้นของเครื่องบนิ . จากนนั้ รูปแบบขนาดเลก็ และแบบจาลอง(องั กฤษ: mockup)ทงั้ หมดหรือบางสว่ นของเครื่องบนิ จะมีการทดสอบในอโุ มงคล์ มเพ่ือตรวจสอบทางอากาศพลศาสตร์ของมนั . เม่ือการออกแบบได้'ผา่ น'กระบวนการเหลา่ นี,้ บริษัทจะผลิตต้นแบบออกมาจานวนจากดั สาหรับการทดสอบบนพืน้ ดนิ . ผ้แู ทนจากหนว่ ยงานกากบั การบนิ มกั จะทาการบนิ เท่ียวแรก. การทดสอบการบนิ จะดาเนินตอ่ ไปจนกวา่ เครื่องบนิ จะได้ปฏิบตั ิตามข้อกาหนดทงั้ หมด. จากนนั้ หนว่ ยงานของรัฐท่ีกากบั ดแู ลการบนิ ของประเทศจะอนญุ าตให้บริษทั เร่ิมต้นการผลิตได้. ในประเทศสหรัฐอเมริกา, หนว่ ยงานนีค้ ือ Federal Aviation Administration (FAA) และในสหภาพยโุ รปคือ European Aviation Safety Agency (EASA). ในแคนาดา หนว่ ยงานของรัฐท่ีรับผดิ ชอบและอนญุ าตให้ทาการผลิตแบบมวลของเครื่องบนิ ได้คือ Transport Canada.
ในกรณีท่ีมีการซือ้ ขายระหวา่ งประเทศ, ใบอนญุ าตจากหนว่ ยงานการบนิ ของรัฐหรือการขนสง่ ของประเทศที่เครื่องบนิ นีจ้ ะถกู นาใช้นีย้ งั เป็นสิ่งจาเป็ น. ตวั อยา่ งเชน่ เครื่องบนิ ท่ีผลิตโดยบริษทั ยโุ รป, Airbus,จะต้องได้รับการรับรองโดย FAA เพื่อที่จะบนิ ในประเทศสหรัฐอเมริกา, และเครื่องบินท่ีทาโดยบริษ้ทBoeing ในสหรัฐจาเป็ นที่จะต้องได้รับอนมุ ตั จิ าก EASA เพ่ือที่จะบนิ ในสหภาพยโุ รป.Airbus A321 ในสายการผลิตขนั้ สดุ ท้าย 3 ในโรงงานแอร์บสั ท่ีสนามบนิ ฮมั บรู ์ก Finkenwerder เคร่ืองบนิ ท่ีเงียบมากขนึ ้ ได้กลายเป็นส่ิงจาเป็นมากขนึ ้ เร่ือยๆเนื่องจากการเพิ่มขนึ ้ ของการจราจรทางอากาศโดยเฉพาะอยา่ งยง่ิ ในพืน้ ท่ีเมืองที่มลพษิ ทางเสียงของเคร่ืองบนิ เป็นความกงั วลหลกั . เคร่ืองบนิ ขนาดเลก็ สามารถได้รับการออกแบบและสร้างโดยมือสมคั รเลน่ เป็นแบบ homebuilts.เครื่องบินแบบ homebuilt อื่นๆสามารถประกอบโดยใช้ชดุ คทิ สาเร็จรูปท่ีชิน้ สว่ นสามารถนามาประกอบเป็นเครื่องบนิ ขนั้ พืน้ ฐานและต้องแล้วเสร็จสมบรู ณ์โดยผ้สู ร้าง. มีเพียงไมก่ ี่บริษัทที่ผลิตเคร่ืองบนิ เป็นบริษัทขนาดใหญ่. อยา่ งไรก็ตามการผลิตเคร่ืองบนิ ให้กบับริษัทหนงึ่ ๆจริงๆแล้วเป็นกระบวนการที่เกี่ยวข้องกบั บริษัทและโรงงานอื่นๆหลายสิบหรือหลายร้อยบริษัทที่ผลติ ชนิ ้ สว่ นประกอบขนึ ้ เป็นเครื่องบนิ . ตวั อยา่ งเชน่ บริษัทหนงึ่ อาจผ้รู ับผิดชอบสาหรับการผลิตของเกียร์แลนดงิ ้ , ในขณะท่ีอีกบริษัทหนง่ึ รับผิดชอบสาหรับเรดาร์. การผลติ ชิน้ ส่วนดงั กลา่ วไมไ่ ด้จากดั อยใู่ นเมืองเดียวกนั หรือประเทศนนั้ ๆ, ในกรณีของบริษ้ทผ้ผู ลิตเคร่ืองบนิ ขนาดใหญ่ผ้ผู ลิตชิน้ สว่ นดงั กลา่ วอาจมาจากทว่ั ทกุ มมุ โลก. ชิน้ สว่ นทงั้ หลายจะถกู สง่ ไปยงั โรงงานหลกั ของบริษัทผลิตเครื่องบนิ ท่ีสายการผลิตตงั้ อย.ู่ ในกรณีของเครื่องบนิ ขนาดใหญ่, สายการผลิตอาจทมุ่ เทให้กบั การประกอบเฉพาะบางสว่ นของเคร่ืองบนิ ,โดยเฉพาะอยา่ งยง่ิ ปี กและลาตวั . เม่ือเสร็จสมบรู ณ์, เคร่ืองบนิ จะถกู ตรวจสอบอยา่ งเข้มงวดเพ่ือค้นหาส่ิงผดิ ปกตแิ ละข้อบกพร่อง.หลงั จากท่ีได้รับการอนมุ ตั โิ ดยผ้ตู รวจสอบ, เคร่ืองบนิ จะถกู สง่ ไปยงั หลายชดุ ของการทดสอบการบนิ เพื่อให้มน่ั ใจวา่ ระบบทงั้ หมดจะทางานอยา่ งถกู ต้องและวา่ เครื่องบนิ ทางานได้อยา่ งถกู ต้อง. เม่ือ'ผา่ น'การทดสอบเหลา่ นี,้ เครื่องบนิ ก็พร้อมที่จะทาการ \"touchups สดุ ท้าย\" (การตงั้ คา่ ภายใน, การพน่ สี, ฯลฯ ) และจะพร้อมสาหรับลกู ค้า.
ลกั ษณสมบตั ิ[แก้]ยานพาหนะท่ีไมม่ ีคนขบั รุ่น IAI Heron แบบลาตวั ค(ู่ องั กฤษ: twin boom)Airframe[แก้] ชิน้ สว่ นโครงสร้างทงั้ หลายของเคร่ืองบนิ ปี กคงท่ีเรียกวา่ แอร์เฟรม. ชิน้ สว่ นหลายอยา่ งในปัจจบุ นั จะแตกตา่ งกนั ตามชนิดและวตั ถปุ ระสงค์ของเครื่องบนิ . หลายชนิดในยคุ แรกมกั จะทาจากไม้ท่ีมีพืน้ ผวิ ปี กเป็ นผ้า. เมื่อเครื่องยนต์ถกู นามาใช้ในการขบั เคลื่อนเคร่ืองบนิ ราวร้อยปี ที่ผา่ นมา, แทน่ เคร่ืองของมนั จงึ ทาจากโลหะ. จากนนั้ เม่ือความเร็วเพิม่ ขนึ ้ ชนิ ้ สว่ นจานวนมากกลายเป็นโลหะจนในตอนท้ายของสงครามโลกครัง้ที่สองอากาศยานที่เป็นโลหะทงั้ หมดเป็นเรื่องปกต.ิ ในยคุ ปัจจบุ นั มีการนาวสั ดคุ อมโพสติ มาใช้งานเพ่มิ ขนึ ้ . ชิน้ สว่ นโครงสร้างโดยทว่ั ไปได้แก่: \"ปี ก\"หนงึ่ หรือมากกวา่ หนง่ึ ปี กแนวนอนขนาดใหญ่, มกั จะมีรูปร่างหน้าตดั แบบ airfoil. ปี กจะเปลี่ยน ทศิ ทางของอากาศลงด้านลา่ งในขณะท่ีเครื่องบนิ เคล่ือนที่ไปข้างหน้า, เป็นการสร้างแรงยกเพ่ือพยงุ การบนิ . ปี กยงั ให้ความมน่ั คงในการม้วนเพื่อหยดุ เคร่ืองบนิ ไมใ่ ห้กลงิ ้ ไปทางซ้ายหรือขวาในการบนิ อยา่ งตอ่ เนื่อง.Antonov-225 Mriya ซงึ่ สามารถบรรทกุ สมั ภาระได้ 250 ตนั , มีตวั กนั โคลงแนวตงั้ (องั กฤษ: verticalstabilizer)สองต้ว \"ลาตวั \"(องั กฤษ: fuselage)ยาว, ผอม, มกั จะมีปลายเรียวหรือโค้งมนเพื่อทาให้รูปร่างของมนั ราบเรียบแบบอากาศพลศาสตร์. ลาตวั ตอ่ กบั ส่วนอื่นๆของแอร์เฟรมและมกั จะประกอบด้วยส่ิงที่ สาคญั เชน่ ห้องนกั บิน, ที่เก็บสมั ภาระและระบบการบนิ ตา่ งๆ. \"ตวั กนั โคลงแนวตงั้ \"(องั กฤษ: vertical stabilizer)หรือครีบเป็นแพนหางเหมือนปี กแนวตงั้ ที่ติดตงั้ อยู่ ที่ปลายของลาตวั เครื่องบนิ และมกั จะยื่นออกมาด้านบนของลาตวั . ครีบจะรักษาเสถียรภาพการหนั เห(องั กฤษ: yaw)ของเครื่องบนิ (เลีย้ วซ้ายหรือขวา) และมีหางเสือตดิ ตงั้ เพ่ือควบคมุ การหมนุ ของ ลาตวั ตามแนวแกนนนั้ .
\"ตวั กนั โคลงแนวนอน\"(องั กฤษ: horizontal stabilizer)หรือแพนหางแนวนอน(องั กฤษ: tailplane) มกั จะตดิ ตงั้ ท่ีหางใกล้กบั กนั โคลงแนวตงั้ . กนั โคลงแนวนอนจะถกู ใช้ในการรักษาเสถียรภาพของชว่ ง pitch ของเคร่ืองบิน (เงยขนึ ้ หรือก้มลง) และตวั ยก(องั กฤษ: elevators)ถกู ตดิ ตงั้ เพ่ือควบคมุ ระดบั pitch. \"Landing gear\", ชดุ ของล้อ, ตวั กนั ไถล, หรือทนุ่ ลอยใช้รองรับเครื่องบินในขณะที่มนั อยบู่ นพืน้ ดนิ . ในเครื่องบนิ นา้ (องั กฤษ: seaplane), ด้านล่างของลาตวั เป็นทนุ่ ลอยหรือ pontoons ใช้รองรับมนั ใน ขณะท่ีอยใู่ นนา้ . บนเคร่ืองบนิ บางเครื่อง landing gear จะพบั เก็บในระหวา่ งการบนิ เพ่ือลดแรงต้าน (องั กฤษ: drag)(ทางอากาศพลศาสตร์หมายถงึ แรงที่ต้านการเคลื่อนที่ของเครื่องบนิ หรือวตั ถอุ ่ืนๆใน อากาศ).ปี ก[แก้] ปี กของเครื่องบนิ ปี กคงท่ีเป็นแผน่ ราบอยกู่ บั ที่ขยายออกในแตล่ ะข้างของเคร่ืองบนิ . เม่ือเครื่องบนิเคลื่อนท่ีไปข้างหน้า, อากาศจะไหลเหนือปี กที่มีรูปทรงเพื่อสร้างแรงยก. รูปร่างนีเ้รียกวา่ airfoil และมีรูปร่างเหมือนปี กนกโครงสร้างของปี ก[แก้] เครื่องบินจะมีพืน้ ผวิ ปี กท่ียืดหยนุ่ ซง่ึ ทอดยาวตลอดโครงและถกู ทาให้แขง็ โดยแรงยกที่กระทาโดยการไหลของอากาศเหนือปี ก. เคร่ืองบนิ ขนาดใหญ่กวา่ มีพืน้ ผิวปี กที่แข็งที่ให้ความแข็งแรงเพ่มิ เตมิ . ไมว่ า่ จะมีความยืดหยนุ่ หรือแข็ง, ปี กสว่ นใหญ่จะมีโครงท่ีแข็งแกร่งเพ่ือสร้างรูปร่างให้มนั และเพ่ือถา่ ยโอนแรงยกจากพืน้ ผิวปี กไปยงั สว่ นท่ีเหลือของเครื่องบิน. องคป์ ระกอบโครงสร้างหลกั เป็นเสากระโดงเรือหนง่ึ เสาหรือมากกวา่ ว่ิงจากโคนจรดปลาย, และซ่ีโครงหลายซ่ีวิ่งจากขอบนา(องั กฤษ: leading edge)(ด้านหน้า) จนถงึ ขอบท้าย(องั กฤษ: trailing edge) (ด้านหลงั ). เคร่ืองยนตข์ องเครื่องบนิ ยคุ แรกมีกาลงั น้อยและนา้ หนกั เบาซง่ึ เป็นเร่ืองสาคญั มาก. นอกจากนี,้ สว่ นairfoil ยคุ ต้นก็บางมาก, และไมส่ ามารถมีโครงท่ีแขง็ แกร่งที่ตดิ ตงั้ อยภู่ ายใน. ดงั นนั้ จนกระทงั่ ปี 1930s ปี กสว่ นใหญ่มีนา้ หนกั เบาเกินไปที่จะมีความแข็งแรงเพียงพอและต้องเพม่ิ เสาคา้ ยนั ภายนอกและลวด. เมื่อเครื่องยนตม์ ีให้ใช้ได้เพมิ่ ขนึ ้ ในชว่ งปี 1920s และ 1930s, ปี กสามารถถกู สร้างให้หนกั และแข็งแรงพอท่ีการคา้ ยนั ไมม่ ีจาเป็ นต้องมีอีกตอ่ ไป. ประเภทของปี ก ที่ไมต่ ้องคา้ ยนั นีเ้รียกวา่ cantilever wing.รูปแบบของปี ก[แก้] บทความหลกั : Wing configuration
Morane-Saulnier L เคร่ืองบนิ ปี กชนั้ เดียวแบบร่มคา้ ยนั ด้วยลวด จานวนและรูปร่างของปี กมีหลายประเภทแตกตา่ งกนั อยา่ งกว้างขวาง. ปี กของเคร่ืองบนิ อาจจะเตม็ชว่ งหรือแบง่ ครึ่งตรงลาตวั สว่ นกลางเป็นปี กพอร์ต (ซ้าย) และปี กกราบขวา(องั กฤษ: starboard) (ขวา).เป็นครัง้ คราวที่ปี กมีมากกวา่ หนง่ึ ปี ก, เชน่ Triplane มีสามปี กที่ประสบความสาเร็จมีช่ือเสียงเล็กน้อยในสงครามโลกครัง้ ท่ีหนง่ึ , quadruplane มีส่ีปี กและการออกแบบ multiplane อื่นๆมีความสาเร็จเล็กน้อย. monoplane มีปี กชนั้ เดยี ว, biplane มีปี กสองชนั้ ซ้อนกนั , tandem wing มีปี กค้หู นง่ึ วางตอ่ ข้างหลงัทงั้ สองข้าง. เม่ือเครื่องยนตม์ ีให้ใช้ได้เพ่มิ ขนึ ้ ในชว่ งปี 1920s และ 1930s และการคา้ ยนั ไมเ่ ป็นที่ต้องการอีกตอ่ ไป, monoplane ท่ีไมม่ ีเสาค้ายนั หรือแบบ cantilever ได้กลายเป็นรูปแบบท่ีพบมากท่ีสดุ ของเครื่องบนิประเภทขบั เคลื่อนด้วยเคร่ืองยนต์. planform ของปี กคอื รูปร่างของปี กเมื่อมองจากด้านบน. เพื่อให้มีประสิทธิภาพด้านอากาศพลศาสตร์, ปี กควรมีลกั ษณะตรงโดยมีความยาวปี ก(องั กฤษ: wingspan)มากกวา่ ความกว้างของปี ก(องั กฤษ: chord)มาก(aspect ratio สงู ). แตก่ ารที่จะมีประสทิ ธิภาพทางโครงสร้างและมีนา้ หนกั เบาด้วย,ปี กต้องสนั้ แตย่ งั คงมีพืน้ ที่เพียงพอท่ีจะสร้างแรงยก (aspect ratio ต่า) ท่ีความเร็ว transonic (ใกล้ความเร็วของเสียง) ปี กจะลไู่ ปข้างหลงั หรือไปข้างหน้าเพื่อลดแรงต้านจากคล่ืนช็อกเหนือเสียง(องั กฤษ: supersonic shock wave)ท่ีกาลงั ถกู สร้างขนึ ้ . ปี กลเู่ ป็นเพียงปี กตรงที่ลู่ไปข้างหลงั หรือไปข้างหน้า.เครื่องต้นแบบของ Dassault Mirage G สองเครื่อง, หนง่ึ ในนนั้ มีปี กลู่ Delta wing เป็นปี กรูปสามเหลี่ยมซงึ่ อาจถกู นามาใช้ด้วยเหตผุ ลหลายประการ. เม่ือเป็ นปี ก Rogalloยืดหยนุ่ มนั จะเป็นรูปร่างท่ีมน่ั คงภายใต้แรงอากาศพลศาสตร์, และดงั นนั้ มนั มกั จะใช้สาหรับอากาศยาน
ชนิดเบาและแม้กระทงั่ วา่ ว. เม่ือเป็นปี กเหนือเสียง มนั รวบรวมความแขง็ แรงท่ีสงู เข้ากบั แรงต้านที่ต่าและดงั นนั้ มนั มกั จะใช้สาหรับเคร่ืองบนิ ไอพน่ ความเร็วสงู . ปี กเรขาคณิตแปรได้(องั กฤษ: variable geometry wing)สามารถเปลี่ยนแปลงได้ในขณะบนิ ไปยงัรูปร่างที่แตกตา่ งไป. ปี กลแู่ ปรได้(องั กฤษ: variable-sweep wing)จะแปลงระหวา่ งรูปแบบตรงที่มีประสิทธิภาพสาหรับการบินขนึ ้ และลงจอด, ไปเป็นรูปแบบลทู่ ่ีมีแรงต้านต่าสาหรับการบนิ ความเร็วสงู .รูปแบบอ่ืนๆของ planform ที่แปรได้ได้นามาทดลองการบนิ , แตไ่ มม่ ีแบบไหนที่ไปไกลเกินกวา่ ขนั้ ตอนการวจิ ยั .ลาตวั [แก้] บทความหลกั : fuselage \"ลาตวั \"มีรูปร่างยาว, บาง, มกั จะมีปลายเรียวหรือโค้งมนเพ่ือทาให้รูปร่างของมนั ราบเรียบตามหลกัอากาศพลศาสตร์. ลาตวั อาจบรรทกุ ลกู เรือการบนิ , ผ้โู ดยสาร, สินค้าหรือสมั ภาระ, นา้ มนั เชือ้ เพลงิ และเคร่ืองยนต์. นกั บนิ ของเคร่ืองบนิ ท่ีมีคนบงั คบั จะควบคมุ การทางานของเคร่ืองบนิ จากห้องนกั บนิ(องั กฤษ: cockpit)ที่อยทู่ ่ีด้านหน้าหรือด้านบนของลาตวั และตดิ ตงั้ อปุ กรณ์ควบคมุ และเคร่ืองมือ. เครื่องบนิอาจจะมีมากกว่าหนง่ึ ลาตวั หรือมนั อาจจะตดิ ตงั้ ด้วย booms ท่ีมีหางอยรู่ ะหวา่ ง booms เพื่อให้ด้านหลงั สดุ ของลาตวั เป็ นประโยชน์สาหรับวตั ถปุ ระสงคท์ ่ีหลากหลาย.ปี กกับลาตวั [แก้]ปี กบนิ [แก้] บทความหลกั : Flying wingB-2 Spirit ที่ผลติ โดยสหรัฐฯเป็นเคร่ืองบนิ ทงิ ้ ระเบดิ ยทุ ธวิธี. มนั มีรูปแบบของปี กบนิ และมีความสามารถปฏิบตั ภิ ารกิจข้ามทวีปได้
ปี กบนิ เป็นเครื่องบนิ ท่ีไมม่ ีหางและไมม่ ีลาตวั ชดั เจน. สว่ นใหญ่ของลกู เรือ, สมั ภาระและอปุ กรณ์จะตงั ้ อยภู่ ายในโครงสร้างปี กหลกั [23]. รูปแบบของปี กบินได้รับการศกึ ษาอย่างกว้างขวางในชว่ งทศวรรษที่ 1930 และ 1940, โดยเฉพาะอยา่ งยงิ่ โดย Jack Northrop และ Cheston L. Eshelman ในสหรัฐอเมริกา, และ Alexander Lippischและพ่ีน้อง Horten ในเยอรมนี. หลงั จากสงคราม การออกแบบเพ่ือการทดลองจานวนมากอยบู่ นพืน้ ฐานของแนวคดิ ปี กบิน, แตค่ วามยากลาบากที่รู้ๆกนั ยงั คงดือ้ ดงึ . ความสนใจทว่ั ไปบางอย่างยงั คงมีตอ่ เน่ืองไปจนถงึ ชว่ งต้นทศวรรษ 1950 แตก่ ารออกแบบไมไ่ ด้เสนอความได้เปรียบอยา่ งมากในพิสยั การทางานและนาเสนอปัญหาทางเทคนิคจานวนมากที่นาไปสู่การยอมรับของโซลชู น่ั \"ธรรมดา\" เชน่ Convair B-36 และB-52 Stratofortress. เน่ืองจากความจาเป็นในทางปฏิบตั สิ าหรับปี กลกึ (องั กฤษ: deep wing), แนวคดิ ปี กบนิ จงึ เป็นจริงมากท่ีสดุ สาหรับการออกแบบในพิสยั ความเร็วท่ีช้าถงึ ปานกลาง, และมีความสนใจอยา่ งตอ่ เน่ืองในการใช้มนั กบั การออกแบบ'เครื่องบนิ ขนสง่ ทางอากาศแบบยทุ ธวิธี'(องั กฤษ: tactical airlifter). ความสนใจในปี กบนิ ได้รับการตอ่ อายใุ นปี 1980s เนื่องจากศกั ยภาพการสะท้อนเรดาร์ของมนั ที่คอ่ นข้างตา่ . เทคโนโลยี Stealth พง่ึ พารูปร่างที่สะท้อนคลื่นเรดาร์ในบางทิศทางเทา่ นนั้ , ดงั นนั้ มนั จงึ ทาให้เครื่องบนิ ยากในการตรวจสอบเว้นแตว่ า่ ตวั รับเรดาร์จะอย่ทู ี่ตาแหนง่ เฉพาะท่ีสมั พนั ธ์กบั เคร่ืองบนิ -ตาแหนง่ ที่มีการเปลี่ยนแปลงอยา่ งตอ่ เนื่องในขณะที่เครื่องบนิ เคล่ือนที่. วิธีการนีใ้ นท่ีสดุ ก็นาไปสเู่ คร่ืองNorthrop B-2 Spirit, เคร่ืองบนิ ทงิ ้ ระเบิดแบบ Stealth. ในกรณีนีข้ ้อได้เปรียบด้านอากาศพลศาสตร์ของปี กบนิ ไมไ่ ด้เป็นความต้องการหลกั . อยา่ งไรก็ตาม ระบบ fly-by-wire ที่ควบคมุ ด้วยคอมพวิ เตอร์ที่ทนั สมยั ได้ยอมให้หลายข้อบกพร่องทางอากาศพลศาสตร์ของปี กบินได้ถกู ทาให้น้อยท่ีสดุ , เพ่ือให้เคร่ืองบนิ ทงิ ้ ระเบิดระยะไกลมีประสทิ ธิภาพและมีความเสถียร.ลาตัวผสมกับปี ก[แก้] บทความหลกั : Blended wingแบบจาลองท่ีสร้างขนึ ้ ด้วยคอมพวิ เตอร์ของเครื่องบนิ โบอิง้ X-48 เคร่ืองบินที่มีลาตวั ผสมกบั ปี กจะมีรูปร่างที่แบนแบบ airfoil ที่สร้างแรงยกสว่ นมากเพื่อให้ตวั มนั เองลอยขนึ ้ , และมีโครงสร้างปี กที่แตกตา่ งกนั และแยกออกจากกนั แม้วา่ ปี กจะถกู ผสมได้อยา่ งกลมกลืนกบัลาตวั .
ดงั นนั้ เครื่องบนิ ท่ีมีลาตวั ผสมกบั ปี กจะผนวกคณุ สมบตั กิ ารออกแบบจากทงั้ ลาตวั และปี กบนิ ในอนาคต. ข้อดีท่ีอ้างของวิธีการของลาตวั ผสมกบั ปี กคอื ปี กสร้างแรงยกสงู อยา่ งมีประสิทธิภาพและลาตวั จะเป็นรูป airfoil ที่กว้าง. สิ่งนีจ้ ะชว่ ยให้ลาตวั ทงั้ หมดมีส่วนร่วมในการสร้างแรงยกที่มีผลให้มีศกั ยภาพที่จะประหยดั นา้ มนั เชือ้ เพลิงได้มากย่ิงขนึ ้ .ลาตัวยก[แก้]Martin-Marietta X-24 ของบริษัท Martin Aircraft Company ถกู สร้างขนึ ้ โดยเป็นสว่ นหนง่ึ ของโครงการทดลองของกองทพั สหรัฐระหวา่ งปี 1963-1975 บทความหลกั : Lifting body ลาตวั ยกคือรูปแบบที่ลาตวั ของมนั เองสร้างแรงยกขนึ ้ มา. ในทางตรงกนั ข้ามกบั ปี กบนิ , ซงึ่ เป็นปี กท่ีมีลาตวั แบบที่ใช้กนั ทว่ั ไปน้อยท่ีสดุ หรือไมม่ ีเลย, ลาตวั ยกสามารถคดิ ได้วา่ เป็นลาตวั ท่ีมีปี กแบบที่ใช้กนั ทวั่ ไปน้อยหรือไมม่ ีเลย. ในขณะท่ีปี กบนิ พยายามที่จะเพิม่ ประสิทธิภาพการลอ่ งเรือให้สงู สดุ ท่ีความเร็วใกล้เสียงโดยการขจดั พืน้ ผวิ ที่ไมส่ ร้างแรงยก, ลาตวั ยกโดยทวั่ ไปจะลดให้น้อยที่สดุ ของแรงต้านและโครงสร้างของปี กสาหรับการบนิ ความเร็วใกล้เสียง, ความเร็วเสียง, และความเร็วเหนือเสียงหรือยานอวกาศ. ทงั้ หมดของระบอบการบนิ เหลา่ นีก้ อ่ ให้เกิดความท้าทายเพื่อสร้างความมน่ั คงการบนิ ที่เหมาะสม. ลาตวั ยกเป็นพืน้ ท่ีสาคญั ของการวจิ ยั ในปี 1960s และ 1970s โดยเป็นวธิ ีที่จะสร้างยานอวกาศที่มีมนษุ ย์ควบคมุ ขนาดเลก็ และนา้ หนกั เบา. สหรัฐได้สร้างเครื่องบนิ จรวดลาตวั ยกท่ีมีชื่อเสียงจานวนมากเพื่อทดสอบแนวความคิด, เชน่ เดียวกบั ท่ีหลายๆยานพาหนะท่ียิงขนึ ้ ด้วยจรวดที่ได้รับการทดสอบเหนือมหาสมทุ รแปซิฟิก. ความสนใจจางหายไปเม่ือกองทพั อากาศสหรัฐหมดความสนใจในภารกิจท่ีมีมนษุ ย์ควบคมุ , และการพฒั นาที่สาคญั ได้สิน้ สดุ ระหวา่ งขนั้ ตอนการออกแบบกระสวยอวกาศเม่ือมนั กลายเป็นที่ชดั เจนวา่ ลาตวั ท่ีถกู สร้างรูปอยา่ งสงู ทาให้มนั เป็นเรื่องยากท่ีจะใสถ่ งั เชือ้ เพลงิ เข้าไปให้พอดไี ด้.แพนหางแนวตงั้ และปี กหน้า(อังกฤษ: foreplane)[แก้]
Canards บน Saab Viggen ปี กสว่ น airfoil ท่ีคลาสสิกจะไมเ่ สถียรในการบนิ และยากท่ีจะควบคมุ . ประเภทของปี กที่มีความยืดหยนุ่ มกั จะพง่ึ พาสายสมอหรือนา้ หนกั ของนกั บินท่ีแขวนอยขู่ ้างใต้เพ่ือรักษาการวางตวั ท่ีถกู ต้อง. การบนิอิสระบางประเภทใช้ airfoil ที่ถกู ปรับให้มีเสถียรภาพหรือกลไกท่ีหลกั แหลมอื่น ๆ รวมทงั้ ตวั สร้างความมนั่ คงเทียมที่ใช้อิเลก็ ทรอนิกส์เม่ือเร็ว ๆ นี ้ แตเ่ พื่อให้บรรลกุ ารทรงตวั , เสถียรภาพและการควบคมุ , ปี กแบบคงท่ีส่วนมากมีแพนหางแนวตงั้ หนง่ึอนั ท่ีประกอบด้วยครีบและหางเสือซงึ่ ทาหน้าที่ในแนวนอน, และแพนหางแนวนอนหรือ tailplane และตวัยก(องั กฤษ: elevator)ซง่ึ ทาหน้าท่ีในแนวตงั้ . สิ่งนีเ้ป็นเรื่องธรรมดามากโดยรู้จกั กนั วา่ เป็นเลย์เอาท์แบบเดมิ . บางครัง้ อาจจะมีครีบสองอนั หรือมากกวา่ , ระยะหา่ งออกไปตามแนว tailplane บางชนดิ มีปี กหน้าแนวนอน \"canard\" อยขู่ ้างหน้าของปี กหลกั , แทนที่จะอยขู่ ้างหลงั มนั [23][24][25].foreplane นีอ้ าจมีสว่ นชว่ ยในการยกตวั , การทรงตวั , หรือการควบคมุ ของเคร่ืองบนิ , หรือทกุ อย่างเหลา่ นี.้Winglets[แก้]Winglet ท่ีตดิ อยกู่ บั ปลายปี กของโบองิ ้ 757 ของสายการบนิ Continental Airlines Winglets มกั มีวตั ถปุ ระสงคเ์ พ่ือปรับปรุงประสทิ ธิภาพของเคร่ืองบนิ ปี กอยกู่ บั ท่ี. แนวคดิ ของ winglets เกิดขนึ ้ ปลายศตวรรษที่ 19 แตค่ วามคดิ ยงั คงอยบู่ นกระดานวาดภาพ. ตลอดปี 1970s เมื่อ ราคาของนา้ มนั เชือ้ เพลงิ การบนิ เร่ิมแพงขนึ ้ , วิศวกรการบินนาซา ริชาร์ด Whitcomb เร่ิมสืบสวนและ การศกึ ษาความเป็นไปได้ของ winglets เพ่ือปรับปรุงอากาศพลศาสตร์โดยรวมและ ลดแรงต้านท่ี กระทากบั เครื่องบนิ . การทดสอบของ Whitcomb ในท่ีสดุ ลงเอยด้วยการทดสอบการบนิ ที่ประสบ
ความสาเร็จเป็นครัง้ แรกของ winglets ของเขาท่ีติดอยบู่ น KC -135 Stratotanker เมื่อวนั ท่ี 24 กรกฎาคม 1979.[26]การควบคุมและเคร่ืองมือ[แก้]ห้องนกั บินอากาศยานเบา (Avions Robin DR400/500) ข้อมลู เพม่ิ เตมิ : เคร่ืองบนิ ปี กคงที่§การควบคมุ อากาศยานและเคร่ืองบนิ ปี กคงท่ี§เคร่ืองมือวดั ห้องนกั บนิ เครื่องบินมีระบบควบคมุ การบนิ ที่ซบั ซ้อนหลายระบบ. การควบคมุ หลกั ช่วยให้นกั บินนาเคร่ืองบนิ ในอากาศโดยการควบคมุ การทรงตวั (ม้วน, เงยและหนั เห) และแรงขบั ของเคร่ืองยนต.์ บนเคร่ืองบนิ ที่มีคนบงั คบั , เครื่องมือในห้องนกั บนิ ให้ข้อมลู กบั นกั บนิ , รวมทงั้ ข้อมลู การบนิ , กาลงัสง่ ออกของเครื่องยนต์, การนาทาง, การสื่อสารและระบบอากาศยานอื่นๆท่ีอาจจะถกู ตดิ ตงั้ .ความปลอดภยั [แก้] บทความหลกั : ความปลอดภยั ทางอากาศเม่ือความเสี่ยงถกู วดั จากจานวนการเสียชีวิตตอ่ ผ้โู ดยสารกิโลเมตร, การเดนิ ทางทางอากาศจะปลอดภยักวา่ การเดนิ ทางโดยรถบสั หรือรถไฟอยทู่ ี่ประมาณ 10 เทา่ . อยา่ งไรก็ตามเม่ือใช้สถิตจิ านวนการเสียชีวติ ตอ่การเดนิ ทาง, การเดนิ ทางทางอากาศเป็นอนั ตรายมากกวา่ การเดนิ ทางด้วยรถ, ระบบราง, หรือรถบสั อยา่ งมีนยั สาคญั [27]. การประกนั การเดนิ ทางทางอากาศคอ่ นข้างมีราคาแพงด้วยเหตผุ ลนี ้- บริษัทประกนัโดยทวั่ ไปใช้สถิตจิ านวนการเสียชีวติ ตอ่ การเดนิ ทาง[28]. มีความแตกตา่ งอยา่ งมีนยั สาคญั ระหวา่ งความปลอดภยั ของสายการบนิ และเคร่ืองบนิ สว่ นตวั ขนาดเล็ก, ด้วยสถิติตอ่ ไมล์แสดงให้เห็นวา่ สายการบนิปลอดภยั กวา่ เครื่องบนิ ขนาดเล็กท่ี 8.3 เทา่
Search
Read the Text Version
- 1 - 18
Pages: