Home
  
Home บทความวิทยาศาสตร์ เซ็นสมุดเยี่ยม
แรงยก (Lift) คืออะไร?? PDF พิมพ์
แรงยก คือหัวใจสำคัญของการบิน อุปกรณ์ที่ใช้สำหรับสร้างแรงยก ก็คือ ปีก ไม่ว่าจะเป็นปีกของนก, ของแมลงสาบ, ของยุง หรือของเครื่องบิน หรือแม้ว่าจะเป็นปีก ที่หมุนได้ของเฮลิคอปเตอร์ ล้วนแล้วแต่เป็นอุปกรณ์สร้างแรงยกทั้งสิ้น ในที่นี้จะพูดถึงปีกของเครื่องบินก่อน ก่อนที่จะไปถึงหลักการว่าแรงยกเกิดมาได้ไง ขอเล่าเกี่ยวกับปัจจัยหลักๆที่ทำให้ปีก สร้างแรงยกขึ้นมาได้ คือ

1) ความเร็ว : แรงยก จะเกิดได้ก็ต่อเมื่อมีอากาศวิ่งผ่านปีก (ไม่ว่าจะเป็นไปด้วยวิธี เอาเครื่องบินวิ่งผ่านอากาศ หรือเอาอากาศวิ่งผ่านเครื่องบิน(ลมพัด)) ถ้าไม่มีอะไรขยับเขยื้อน(เครื่องบินจอดอยู่เฉยๆ) ปีกก็ไม่สามารถสร้างแรงยกได้ ไม่งั้นเครื่องบินคงต้องลอยเป็นลูกโป่งทุกๆลำแล้ว
ที่สำคัญอีกเรื่องคือ เมื่อความเร็วมาก แรงยกก็มาก ความเร็วน้อย แรงยกก็น้อยลงตามไปด้วย ยกตัวอย่างที่เห็นได้ชัดก็เช่นพวกเครื่องบินรบต่างๆ เห็นรึเปล่าว่าปีกเล็กนิดเดียว แต่อาศัยว่าบินเร็ว จึงเกิดแรงยกมากๆ พาเครื่องบินบินได้เหมือนกัน หรือว่าสังเกตเครื่องบินโดยสาร เวลากัปตันจะลดระดับ จะไม่ได้ปักหัวทิ่มลงมา แต่จะใช้การเบาเครื่องเพื่อลดความเร็ว แรงยกก็จะลดลงเครื่องบินก็จะค่อยๆลดระดับลงมาเรื่อยๆอย่างนิ่มนวล

ดูตัวอย่างสองลำนี้ Lockheed F-94 (ซ้าย) และ F-104 Starfighter (ขวา)

lift-force1

ทั้งสองลำมีน้ำหนักตัวพอกัน (Max.take-off) อยู่ที่ประมาณสิบกว่าตัน แต่ว่าลำซ้ายมีปีกที่ยาวกว่าลำขวาตั้งเท่านึง (12 ม. กะ 6 ม.) ในขณะเดียวกันลำขวามีความเร็วสูงสุดมากกว่าลำซ้าย 1 เท่า (ให้ดูจากสเปคคร่าวๆ จริงๆยังมีข้อกำหนดอื่นๆอีก)

2) มุมปะทะ : คือมุมที่ ปีก ทำกับ ทิศที่อากาศวิ่งเข้ามาหาปีก... ดูรูปประกอบเลยดีกว่า

lift-force2

จริงๆแล้ว มุมปะทะนั้นเป็นส่วนที่สำคัญมาก แต่คนส่วนใหญ่มักมองข้าม.. จะสำคัญยังไง ก็ต้องอ่านต่อไปนะครับ


3) พื้นที่ปีก : คือพื้นที่ของปีก เมื่อมองจากข้างบนลงมา จริงๆแล้วไม่ว่าพื้นที่ปีกไม่ว่าจะเล็ก หรือใหญ่ ถ้ามีปัจจัยที่ได้พูดถึงสองอย่างแรก คือ ความเร็ว และมุมปะทะ มันก็เกิดแรงยกแล้วล่ะ แต่ว่าแรงยกที่ว่า จะเกิดขึ้นมาก หรือน้อยนั้น ก็ขึ้นอยู่กับพื้นที่ปีก ปีกใหญ่ แรงยกก็มาก เครื่องบินลำโตๆ ปีกเล็ก แรงยกน้อย เครื่องบินลำเล็กๆ

lift-force3



4) แอร์ฟอล์ย : หลังจากที่เข้าใจส่วนหลักๆสามส่วนแรกแล้ว ก็จะมาต่อด้วยส่วนต่อไป คือ แพนอากาศ หรือ แอร์ฟอล์ย (airfoil) อยากให้เรียกคำว่า แอร์ฟอล์ยมากกว่า (ดูอินเตอร์ดี.. ล้อเล่นน่ะ) เพราะผมคิดว่าคำแปลว่าแพนอากาศ ดูไม่ค่อยตรงความหมายเท่าไหร่นัก แล้วอะไรคือแอร์ฟอล์ยล่ะ?? อธิบายด้วยคำพูดน่าจะเข้าใจช้ากว่ารูปภาพ งั้นเอาภาพไปดูเลยดีกว่า

lift-force4

แอร์ฟอล์ย คือรูปทรงที่อยู่บนภาคตัดขวางของปีก



ซึ่งรูปร่างโค้งเว้าของ airfoil นั้นก็ไม่ได้มีอยู่แค่แบบเดียว แอร์ฟอล์ยมีเป็นร้อยเป็นพันแบบ ซึ่งแต่ละแบบก็จะมีคุณสมบัติแตกต่างกันไป ตามการนำไปใช้งาน เช่น เครื่องบินบรรทุกใหญ่ๆก็จะมีแบบนึง เครื่องบินเล็กๆ ก็มีอีกแบบ เครื่องร่อนก็เป็นอีกแบบ เป็นต้น


lift-force5



และทั้งหมดนี่คือ airfoil .. มันจะสำคัญอะไรยังไงนั้น ต้องอ่านต่อไป

พอรู้จักส่วนสำคัญสี่ส่วนแล้ว ก็จะพาไปรู้จักคนอีกสองคน คือนายนิวตัน (Newton) และนายเบอร์นูลลี(Bernoulli) หลักการทางวิทยาศาสตร์ที่คุณ สองคุณนี้คิดขึ้นมาได้นี้แหละ ที่จะเอามาอธิบายเรื่องแรงยก

อันดับแรก เราขอเริ่มจากกฏข้อที่สามของนิวตันก่อน “Action = Reaction” (ใครทำสิ่งใดได้สิ่งนั้น แรงมาแค่ไหนแรงไปแค่นั้น)
จริงๆแล้วกฏข้อนี้มีความสำคัญในเรื่องแรงยกนะ แต่ส่วนใหญ่มักไม่มีใครพูดถึง.. ว่าแต่ แล้วมันเกี่ยวกับปีกยังไงล่ะ >> ดูรูปประกอบ


lift-force6


พอลมพัดเข้ามาหาปีก ด้วยมุมที่เหมาะสม(ดูรูป) ก็จะทำให้เกิดแรงดันที่ข้างใต้ มากกว่าข้างบน ทำให้เกิดแรงยก (พูดง่ายๆก็คือ ลมผลักปีกไปนั่นแหละ)
เห็นไหมว่า เมื่อมีมุมปะทะ อากาศพัดมาตรงๆ แผ่นแบนๆ(หรือจะเรียกว่าปีก ก็ได้) มันก็ลอยได้แล้ว ไม่ต้องมีแอร์ฟอล์ยโค้งบนโค้งล่างอะไรเลย.. มันลอยแล้ว ยกตัวอย่างปรากฏการณ์นี้ง่ายๆก็ว่าวไง เห็นมั้ยว่าว่าวก็เป็นแผ่นแบนๆ แค่มีเชือกคอยดึงไว้ให้เกิดมุมปะทะ แค่นี้มันก็ลอย (หรือไม่ก็หลังคาบ้านก็ได้ หลังคาบ้านก็แผ่นแบนๆ พอพายุมา ลมแรงๆ มันก็บินได้เหมือนกัน)


อันดับต่อไป พาไปรู้จักกับสูตรของนายเบอร์นูลลี ขออธิบายเป็นคำพูดละกัน ไม่อยากเขียนเป็นสูตร เพราะว่าน้องๆที่ผ่านมาอ่าน หรือ เพื่อนๆสายอักษร ผ่านมาจะได้เข้าใจได้ง่ายๆ
สูตรเบอร์นูลลี (แบบแปลงร่าง) : “ณ ก้อนอากาศเดียวกัน ที่ไหนความดันมาก ความเร็วจะน้อย, ความเร็วน้อย ความดันจะมาก”
คราวนี้ดูรูปประกอบ
lift-force7

ที่วาดให้ดูแบบนี้ก็อยากแสดงให้เห็นภาพว่าตามกฏเบอร์นูลลี่ความเร็วกับความดันมีความสัมพันธ์กันครับ คราวนี้เราไม่สนแรงยกจากมุมปะทะ(ให้มุมปะทะเป็นศูนย์เลย) เราพิจารณาปีกที่เป็นรูปแอร์ฟอล์ยอย่างเดียว
เม็ดกลมๆ ก็เปรียบเสมือนโมเลกุลอากาศ เห็นมั้ยครับว่าที่บนปีกมีเม็ดๆเรียงกันหนาแน่นน้อยกว่าด้านล่าง(หนาแน่นน้อย >> ความดันน้อย) เพราะด้านบนโค้งมาก และมีระยะทางยาวกว่า อากาศจึงต้องวิ่งเร็วกว่าเพื่อที่จะไปให้ถึงปลายแอร์ฟอล์ย และเมื่อเกิดความดันที่ไม่เท่ากันนี้เอง จึงทำให้เกิดแรงยกขึ้น


หลังจากรู้จักกับหลักการสองอย่างที่พูดไปแล้วนั้น ก็จับมันมาบวกกัน ได้เป็นแรงยกของเครื่องบินขึ้นมา
lift-force8


ด้วยอะไรก็ตามที่กล่าวมาด้านบนทั้งหมด ผมขอสรุปความหมายของคำว่า “แรงยก” ด้วยคำจำกัดความของผมเอง ดังนี้
“แรงยก คือแรงที่เกิดจากความแตกต่างระหว่างความดันบนแอร์ฟอล์ย และความดันใต้แอร์ฟอล์ย (หรือแผ่นระนาบก็ได้) ซึ่งความแตกต่างของความดันนี้ เป็นผลมาจากมุมปะทะของปีก และความเร็วของอากาศบนปีกและใต้ปีก ซึ่งจะส่งผลให้ความดันใต้ปีก มากกว่าความดันด้านบน จึงเกิดเป็นแรงยกขึ้น”
จาก  Bloggang.com

Views: 5951

ความคิดเห็นแรก

Only registered users can write comments.
Please login or register.

Powered by AkoComment Tweaked Special Edition v.1.4.6
AkoComment © Copyright 2004 by Arthur Konze - www.mamboportal.com
All right reserved

< ก่อนหน้า   ถัดไป >
ขณะนี้มี 54 บุคคลทั่วไป ออนไลน์
สถิติผู้เยี่ยมชม
ผู้เยี่ยมชม: 6620817  คน
หนังสืออิเล็กทรอนิกส์
ฟิสิกส์ 1 (ภาคกลศาสตร์)
ฟิสิกส์ 1 (ความร้อน)
ฟิสิกส์ 2
กลศาสตร์เวกเตอร์
โลหะวิทยาฟิสิกส์
เอกสารคำสอนฟิสิกส์ 1
ฟิสิกส์ 2 (บรรยาย)
ฟิสิกส์พิศวง
สอนฟิสิกส์ผ่านทางอินเตอร์เน็ต
ทดสอบออนไลน์
วีดีโอการเรียนการสอน
แผ่นใสการเรียนการสอน
เอกสารการสอน PDF
หน้าแรกในอดีต

ทั่วไป
การทดลองเสมือน
บทความพิเศษ
ตารางธาตุ(ไทย1)
พจนานุกรมฟิสิกส์
ลับสมองกับปัญหาฟิสิกส์
ธรรมชาติมหัศจรรย์
สูตรพื้นฐานฟิสิกส์
การทดลองมหัศจรรย์
กิจกรรมการทดลองทางวิทยาศาสตร์

บททดสอบ
แบบฝึกหัดกลาง
แบบฝึกหัดโลหะวิทยา
แบบทดสอบ
ความรู้รอบตัวทั่วไป
อะไรเอ่ย ?
ทดสอบ(เกมเศรษฐี)
คดีปริศนา
ข้อสอบเอนทรานซ์
เฉลยกลศาสตร์เวกเตอร์
แบบฝึกหัดออนไลน์

สรรหามาฝาก
คำศัพท์ประจำสัปดาห์
ความรู้รอบตัว
การประดิษฐ์แของโลก
ผู้ได้รับโนเบลสาขาฟิสิกส์
นักวิทยาศาสตร์เทศ
นักวิทยาศาสตร์ไทย
ดาราศาสตร์พิศวง
สุดยอดสิ่งประดิษฐ์
การทำงานของอุปกรณ์ทางฟิสิกส์
การทำงานของอุปกรณ์ต่างๆ

การเรียนฟิสิกส์ผ่านทางอินเตอร์เน็ต
การวัด
เวกเตอร์
การเคลื่อนที่แบบหนึ่งมิติ
การเคลื่อนที่บนระนาบ
กฎการเคลื่อนที่ของนิวตัน
การประยุกต์กฎของนิวตัน
งานและพลังงาน
การดลและโมเมนตัม
การหมุน
สมดุลของวัตถุแข็งเกร็ง
การเคลื่อนที่แบบคาบ
ความยืดหยุ่น
กลศาสตร์ของไหล
กลไกการถ่ายโอนความร้อน
เทอร์โมไดนามิก
คุณสมบัติเชิงโมเลกุลของสสาร
คลื่น
การสั่น และคลื่นเสียง
ไฟฟ้าสถิต
สนามไฟฟ้า
ความกว้างของสายฟ้า
ตัวเก็บประจุ
ศักย์ไฟฟ้า
กระแสไฟฟ้า
สนามแม่เหล็ก
การเหนี่ยวนำ
ไฟฟ้ากระแสสลับ
ทรานซิสเตอร์
สนามแม่เหล็กไฟฟ้า
แสงและการมองเห็น
ทฤษฎีสัมพัทธภาพ
กลศาสตร์ควอนตัม
โครงสร้างของอะตอม
นิวเคลียร์

สมัครสมาชิก
เพื่อรับเอกสารเพิ่ม!