Home arrow บทความวิทยาศาสตร์ arrow AERODYNAMIC IN SUPERSONIC
  
เมนูอื่นๆ
Home บทความวิทยาศาสตร์ เซ็นสมุดเยี่ยม
AERODYNAMIC IN SUPERSONIC PDF พิมพ์

Pic_110696

รูปทรงที่เพรียวบางประสานไปกับพลังในการขับเคลื่อนด้วยเครื่องยนต์แบบกังหัน ไอพ่นของเครื่องบินในยุคปัจจุบันที่สามารถบินผ่านกำแพงเสียงหรือการบินด้วย ความเร็วเหนือเสียงเริ่มต้นขึ้นหลังสงครามโลกครั้งที่ 2 ตั้งแต่ปี คศ. 1947 การบินด้วยความเร็วเหนือเสียงของเครื่องบินทุกแบบจะถูกแรงต้านทานของอากาศ มากระทำต่อตัวเครื่องเพิ่มมากขึ้น และต้องใช้เครื่องยนต์ที่มีกำลังมหาศาลในการขับเคลื่อนน้ำหนักของตัวเครื่อง บินที่เพิ่มขึ้นแม้เพียงหนึ่งกิโลกรัมจะต้องใช้น้ำมันเชื้อเพลิงถึงสอง กิโลกรัมในการบินด้วยความเร็วเหนือเสียงและนี่คือสาเหตุกับที่มาของรูปทรงอากาศยานยุคใหม่ ที่มีความแตกต่างไปจากเครื่องบินความเร็วต่ำอย่างสิ้นเชิง

 


F 18 A In Supersonic
เหตุผล สำคัญที่ทำให้เครื่องบินความเร็วสูงในระดับ Supersonic เหล่านีี้มีรูปร่างที่แตกต่างไปจากเครื่องบินแบบอื่นๆที่มีความเร็วต่ำกว่า ย่านความเร็วของเสียงเกิดจากการที่อากาศในขณะที่เครื่องบินทำการบินผ่านจะ ถูกบีบอัดและเกิดการขยายตัวอย่างรวดเร็วเมื่อมีแรงดันมากระทำที่ความเร็วสูง โดยเฉพาะอย่างยิ่งในสภาพการที่อากาศเคลื่อนที่ผ่านวัตถุที่มีความเร็วเข้า ใกล้หรือมากกว่าความเร็วเสียง อากาศจะมีความหนาแน่นและความดันบริเวณด้านหน้าของตัวเครื่องเพิ่มขึ้นอย่าง รวดเร็วหรือที่เราเรียกกันว่า Shock Wave คลื่นกระแทกที่เกิดขึ้นนี้จะเป็นตัวการสำคัญที่ทำให้เกิดแรงต้านมหาศาลที่ มีชื่อว่า Wave Drag ซึ่งในยุคก่อนหน้านี้ ก่อนที่มนุษยชาติจะสามารถทำการบินทะลุย่านความเร็วเสียงไปได้ เจ้าคลื่น Wave Drag นี่เองที่เป็นตัวการในการฉีกกระชากเครื่องบินทุกลำทีี่อาจหาญบินด้วย ความเร็วสูงเข้าใกล้ย่านความเร็วเสียง

 

 


Ernst Mach (1883-1916)
นัก ฟิสิกส์ชาวออสเตรียชื่อ Ernst Mach (1883-1916) คือบุคคลแรกที่พบกับความลับของอากาศในลักษณะดังกล่าว หลังจากเรียบจบการศึกษาในระดับปริญญาเอกทางด้านฟิสิกส์ของมหาวิทยาลัยแห่ง กรุงเวียนนาประเทศออสเตรีย Ernst Machในฐานะศาตราจารย์ของมหาวิทยาลัยแห่งกรุงปราก ได้ทำการเสนอผลงานทางการวิจัยที่เกี่ยวข้องกับระบบอากาศพลศาสตร์ความเร็ว เหนือเสียง Machได้ทำการทดลองโดยใช้อาวุธปืนสั้นที่ทำการยิงโดยแสดงให้เห็นถึงคลื่น Shock Wave ซึ่งเกิดขึ้นในบริเวณด้านหน้าของลูกกระสุนปืนในขณะที่มันผ่านพ้นปากลำกล้อง และเคลื่อนที่ด้วยความเร็วมากกว่าความเร็วเสียงเข้าไปกระทบกับมวลของอากาศ ภายนอก การค้นพบครั้งยิ่งใหญ่นี้ทำให้ Ernst Mach มีชื่อเสียงโด่งดังในวงการวิทยาศาสตร์ไปทั่วทวีปยุโรปและทั่วโลกในเวลาต่อมา หลังจากนั้นชื่อสกุล Mach จึงกลายเป็นหน่วยวัดความเร็วของวัตถุที่เคลื่อนที่ด้วยความเร็วสูงในระดับ เหนือเสียงจากการยอมรับของวิศวกรการบินทั่วโลก Ernst Mach พยายามชี้ให้เห็นถึงความสำคัญของอัตราส่วนระหว่างความเร็วของวัตถุกับ ความเร็วเสียง นั่นจึงเป็นที่มาของหน่วยวัดความเร็วของเครื่องบินประเภท Supersonic

ความเร็วของคลื่นเสียงหรือ Speed Sound Waves ในอากาศอยู่ที่ 346 เมตรต่อวินาที การที่เครื่องบินจะบินได้เร็วกว่านั้นรูปทรงของมันต้องมีบทบาทที่สำคัญ ที่สุดในการออกแบบให้ผิวหรือส่วนที่ปะทะกับอากาศโดยตรงสามารถทนต่อการอัดตัว ของมวลอากาศในขณะที่บินด้วยความเร็วสูงได้ หน่วยวัดความเร็วแบบ Machแบ่งออกเป็นย่านความเร็วได้4ระดับคือ
1>ย่านความเร็วต่ำกว่าเสียงหรือ Subsonic (เครื่องบินใบพัดทั่วไป เฮลิคอปเตอร์ และอากาศยานความเร็วต่ำในประเภทต่างๆ)
2>ย่านความเร็วใกล้เสียงหรือ Transonic (เครื่องบินโดยสารเครื่องยนต์เทอร์โบแฟน)
3>ย่านความเร็วเหนือเสียงหรือ Supersonic (เครื่องบินConcorde /SR71Blackbird /เครื่องบินขับไล่โจมตีแทบทุกแบบในยุคปัจจุบัน)
4>ย่าน ความเร็วเหนือเสียงมากหรือ Hypersonic ได้แก่ความเร็วของจรวดขณะทำการส่งยานกระสวยขึ้นสู่อวกาศ กระสวยอวกาศที่กำลังพุ่งเข้าสู่ชั้นบรรยากาศรวมถึงจรวด X-15 ของ NASA ในการบินทดสอบย่านความเร็ว Hypersonic

 


Geoffrey deHavilland

 


DH 108 Swallow
ประวัติศาสตร์ อันกล้าหาญของมนุษยชาติที่พยายามบินฝ่ากำแพงเสียงทำให้เกิดโศกนาฎกรรมขึ้น มากมายหลายครั้งในแวดวงการบินทดสอบ ตามมาด้วยการสูญเสียบุคลากรชั้นเยี่ยมและวิศวกรการบินจำนวนไม่น้อยในการ พยายามข้ามพ้นอุปสรรคดังกล่าว ในยุคหนึ่งเป็นที่รู้กันดีว่าเครื่องบินทุกชนิดไม่สามารถบินด้วยความเร็ว เกินกว่าความเร็วของเสียงได้เลยเนื่องจากรูปทรงและวัสดุที่ใช้ในการสร้างยัง ไม่ดีพอ จนกระทั่ง Geoffrey deHavilland นักบินหนุ่มของอังกฤษทายาทนักออกแบบเครื่องบินชื่อดังของยุโรปทำการขึ้นบิน ด้วยเครื่องบินแบบ DH 108 Swallow เครื่องบิน Jet รูปร่างประหลาดมีลักษณะคล้ายกับบูมเมอร์แรง

ด้วยการออกแบบปีกให้เป็นแบบสามเหลี่ยม เพื่อจุดประสงค์ในการบินข้ามผ่านย่าน ความเร็วของเสียง หลังจากเร่งความเร็วจนเข้าใกล้อัตราความเร็วเสียง ตัวเครื่ิองDH 108 Swallow ของ Geoffrey deHavilland ก็แตกออกเป็นเสี่ยงๆและตกกระแทกพื้นดินอย่างรุนแรงทำให้ Geoffrey เสียชีวิตทันทีในที่เกิดเหตุ หลังจากการพยายามทำลายสถิติเป็นคนแรกที่กล้าบิน ด้วยความเร็วสูงใกล้ย่านความเร็วเหนือเสียง

 


Charles E. Yeager

 


Bell XS-1
หลัง จากการพัฒนาตัวเครื่องและเครื่องยนต์จรวดตลอดจนระบบต่างๆด้วยความมั่นใจ องค์การบริหารการบินและอวกาศแห่งชาติสหรัฐ หรือ NASA ได้คิดค้นเครื่องบินต้นแบบชื่อ XS-1ที่ออกแบบและสร้างโดยบริษัท Bell Aircraft Corporation วิศวกรการบินของบริษัท Bell ได้ติดตั้งเครื่องยนต์สันดาปด้วยจรวดเชื้อเพลิงเหลว โดยส่งเครื่องบินต้นแบบXS-1ที่ความสูงประมาณ 20000 ฟุต ด้วยการปล่อยจากใต้ท้องของเครื่องบินทิ้งระเบิดระยะไกลแบบ Boeing B29 ในช่วงเช้าของวันที่ 14 ตุลาคม คศ. 1947

หลังจากทำการปล่อยออกจากใต้ท้องของเครื่อง B29 เครื่องบิน Bell XS-1 ที่มีเรืออากาศตรีชัค เยียร์เกอร์ (Charles E. Yeager) เป็นนักบินทดสอบ ได้ติดเครื่องยนต์จรวดแล้วเร่งความเร็วเพื่อพุ่งทะยานเข้าสู่ย่าน ความเร็วเหนือเสียง ตัวเครื่องบินทำการบินด้วยมุมยกเล็กน้อย หลังจากเร่งความเร็วจนแทบจะถึงขีดจำกัดของตัวเครื่อง ที่ระดับความสูง 42000 ฟุต Bell XS-1สามารถทำความเร็วได้ 1.06 มัคเป็นเวลานานถึง 20.5 วินาทีตลอดการเร่ง ทำให้ ร.ต.ชัค เยียร์เกอร์ เป็นนักบินทดสอบและกลายเป็นมนุษย์คนแรก ที่สามารถบินด้วยความเร็วทะลุเหนือกำแพงเสียง หลังจากช่วงเวลาที่ผ่านมานานถึง 44 ปีที่สองพี่น้องตระกูล Write ขึ้นทำการบินเป็นครั้งแรกของโลกด้วยเครื่องบินปีกสองชั้น

 

 

 

 

 

 


Aerodynamic In Supersonic
การ เกิดคลื่น Shock Wave สามารถอธิบายไดยโดยใช้หลักการพิจารณาจากแหล่งที่มาหรือต้นกำเนิดของเสียงที่ เคลื่อนที่ด้วยความเร็วคงที่ และส่งเสียงออกมาอย่างต่อเนื่อง แหล่งกำเนิดเสียงเป็นตัวแทนของเครื่องบินที่บินด้วยความเร็วคงที่ ส่วนเสียงแทนคลื่นความดันที่เกิดจากการกระแทกของเครื่องบิน รวมถึงอากาศบริเวณส่วนหน้่าที่ถูกส่งกระจายออกไปรอบๆเครื่องบินด้วยความเร็ว เสียง ในโลกแบบสามมิติสามารถเปรียบเทียบคลื่นเสียงมัคโดยจะเห็นเป็นรูปกรวยและถูก เรียกว่า Mach Cone การไหลของอากาศในย่านความเร็วเหนือเสียงมีลักษณะที่แตกต่างออกไปจากการไหล ของมวลอากาศที่ความเร็วต่ำกว่าเสียง การลดแรงต้านของคลื่นเสียงให้มากที่สุดคือใจความที่สำคัญในการออกแบบ อากาศยาน Supersonic และเพื่อลดค่าแรงต้านทานดังกล่าวนั้น แพนอากาศความเร็วเหนือเสียงหรือรูปแบบของตัวเครื่องบินต้องมีรูปร่างที่บาง มีชายหน้าของปีกที่แหลมคล้ายกับรูปข้าวหลามตัด จากการทดสอบในอุโมงลมของเหล่าวิศวกรการบินที่ทำการพัฒนาตัวเครื่องพบว่า คลื่น Shock โค้งบริเวณชายหน้าปีกได้กลายมาเป็นคลื่น Shock เฉียงที่ด้านล่างของตัวปีกซึ่งมีความรุนแรงน้อยกว่าคลื่น Shock แบบโค้งมาก คลื่นอากาศที่ขยายตัวบริเวณด้านบนของปีกทำให้เกิดความดันต่ำในบริเวณนั้นที่ สร้างทั้งแรงยกและแรงต้านให้กับแพนอากาศ สิ่งที่เกิดขึ้นกับปีกของเครื่องบินคือแรงต้านที่มีขนาดน้อยลงเมื่อเปรียบ เทียบกับรูปแบบของอากาศยานความเร็วต่ำกว่าเสียง

 


SR 71 Blackbird
การ ออกแบบอากาศยานที่สามารถบินผ่านย่านความเร็วของเสียงนั้น นอกจากการลดแรงต้านทานของมวลอากาศแล้ว วิศวกรการบินยังจำเป็นต้องปรับรูปแบบของตัวอากาศยานนั้นๆให้บินได้ดีที่ ความเร็วต่ำกว่าเสียง ซึ่งต้องทำการออกแบบให้ตัวเครื่องสามารถบินอยู่ได้ที่ความเร็วต่ำ เนื่องจากเครื่องบินแบบ Supersonic ทุกๆแบบจำเป็นต้องเร่งความเร็วจากย่านความเร็วที่ต่ำกว่าเสียงมากตั้งแต่ เริ่มทะยานขึ้นสู่ท้องฟ้า จนความเร็วเข้าใกล้หรือเกินกว่าความเร็วเสียงไปมากกว่า1หรือ2เท่า หรือแม้กระทั้งบินด้วยความเร็วที่สูงมากกว่าเสียงถึง 3 เท่า เช่น เครื่องบินจารกรรม สอดแนมและถ่ายภาพทางอากาศแบบ ล็อคฮีท เอสอาร์71 แบล็คเบิร์ด (SR 71 Blackbird) ของกองทัพอากาศสหรัฐอเมริกัน (ปัจจุบันปลดประจำการไปหมดแล้ว) คือ เครื่องบินปีกสามเหลี่ยมที่สามารถบินด้วยความเร็วกว่า 3.5 เท่าของความเร็วเสียงเลยทีเดียว เนื่ิองจากต้องคอยหลบหลีกขีปนาวุธต่อต้านอากาศยาน หรือ แซม ของพวกรัสเซียในระหว่างบินปฎิบัติการสอดแนม ถ่ายภาพภายในเขตน่านฟ้าของโซเวียตในช่วงสงครามเย็น

 


SR 71 Blackbird

 


Concorde

โครงสร้าง ลำตัวของเครื่อง SR-71 สร้างขึ้นด้วยวัสดุน้ำหนักเบาประเภทโลหะไทเทเนียม โลหะผสมไทเทเนียมเกือบทั้งลำ ตัวเครื่องพ่นสีดำเพื่อเป็นการกระจายหรือ ถ่ายเทความร้อนที่สูงมากจากลำตัวใน ระหว่างทำการบิน ลำตัวของเครื่องบินจะประกอบกันห่างๆไม่ชิดสนิทแน่นทีเดียวแต่อยู่ในแนวที่ ผ่านการคำนวนอย่างละเอียดเมื่อลำตัวเครื่องบินได้รับความร้อนขณะทำการบิน (พื้นผิวภายนอกที่ความเร็วสูงกว่า 2000 ไมล์ต่อชั่วโมงจะมีความร้อนถึง 600 องศาเซลเซียส)เนื่องจากการเสียดสีกับอากาศ โลหะจะเกิดการขยายตัวออกหลายนิ้ว ประกอบกับไม่มีวัสดุทำ Seal ที่สามารถคงทนต่ออุณหภูมิที่สูงมาก เครื่องSR-71 เมื่อเติมน้ำมันก่อนบินขึ้น จะมีน้ำมันไหลซึมออกจากถังเชื้อเพลิงที่เติมเชื้อเพลิง JP-7

เมื่อบินขึ้นไปแล้วอุณหภูมิของลำตัวร้อนพอเหมาะก็จะเติมเชื้อเพลิงในอากาศ ก่อนที่จะไปปฏิบัติภารกิจ แผ่นพื้นผิวที่ใช้ควบคุมการบินประกอบด้วยแพนหางดิ่งที่ทำหน้าที่เหมือน Rudder แพนหางดิ่งนี้เคลื่อนไหวด้วยระบบไฮดรอลิก แพนหางแนวตั้งทั้งสองข้างนี้ตั้งอยู่บนเครื่องยนต์ทั้งสองข้างปีกเล็กแก้ เอียง หรือ Ailerons จะอยู่ที่ปลายปีกทั้งสองข้าง สำหรับ Elevator จะอยู่ที่ชายปีกระหว่างท่อไอเสียของเครื่องยนต์ทั้งสอง

ส่วนเครื่องบินโดยสารความเร็ว Supersonic ที่รู้จักกันดีเช่นเครื่องบินคองคอร์ด (Concorde) ก็มีความเร็วในเพดานบินเดินทางสูงถึง 2400 กิโลเมตรต่อชั่วโมง ซึ่งมากเป็น 2 เท่าของความเร็วเสียงเลยทีเดียว ในส่วนของความร้อนที่เกิดจากการเสียดสีก็แทบจะไม่แตกต่างไปจากเครื่องบิน ล่องหน SR 71 Blackbird ในระหว่างทำการบินเป็นเที่ยวสุดท้ายของเครื่อง Concorde นักบินนำเอาหมวกไปเสียบบริเวณรอยแยกที่เกิดจากการขยายตัวด้วยความร้อนภายใน Cockpit ซึ่งมันยังคงเสียบติดอยู่อย่างนั้นภายในพิพิธภัณฑ์การบินที่เครื่อง Concorde ลำนี้ตั้งแสดงอยู่

 


Ogical Delta Wing In SR 71 Blackbird

 


Boeing 747/800
กลศาสตร์ การบินมักโยงใยเรื่องของปีกแบบต่างๆที่จะส่งผลโดยตรงไปยังสมรรถนะของเครื่อง บิน ในยุคปัจจุบันนี้อากาศยานส่วนใหญ่มักนำเรื่องของแพนอากาศหรือการออกแบบ ลักษณะของลำตัวและปีกมาใช้ เนื่องจากแรงต้านของคลื่นเสียงในย่านความเร็วเหนือเสียงกลายเป็นสิ่งที่ สำคัญที่สุด ซึ่งเป็นตัวที่กำหนดรูปทรงของปีกที่ใช้สำหรับบินในย่านความเร็วเหนือเสียง โดยสรุปแล้วปีกในลักษณะดังกล่าวมีความแตกต่างจากปีกของเครื่องบินความเร็ว ต่ำกว่าเสียงอย่างเห็นได้ชัด เพื่อลดแรงต้านอันมหาศาลของมวลอากาศ เครื่องบินความเร็วเหนือเสียงจะใช้ปีกแบบลู่คล้ายรูปสามเหลี่ยมหรือ Ogical Delta Wing จากการออกแบบในลักษณะนั้นความรุนแรงของคลื่น Shock Wave จะลดน้ิอยลง ปีกแบบลู่ไปข้างหลังได้รับความนิยมอย่างมากในเครื่องบินความเร็วเหนือเสียง แทบทุกแบบ แม้แต่เครื่องบินโดยสาร Boeing 747 ที่มีความเร็วใกล้ย่านความเร็วเสียง (970 กิโลเมตรต่อชั่วโมง) ก็ยังนำรูปแบบของปีกลู่มาใช้เพื่อให้เกิดประสิทธิ์ภาพอย่างสูงสุดในขณะทำการ บิน

 

 

 


Sonic Boom
ในขณะที่อากาศยานบินด้วย ความเร็วเหนือเสียง คลื่น Shock Wave จะก่อตัวขึ้นในส่วนต่างๆของเครื่องบิน โดยเฉพาะอย่างยิ่งบริเวณด้านหน้าและด้านหลัง คลื่น Shock จะรวมตัวกันที่ระยะห่างจากเครื่องบินและจะแผ่ขยายไปจนถึงพื้น ซึ่งเกิดจากการที่วัตถุเคลื่อนที่ด้วยความเร็วเหนือเสียง หรือมากกว่า 1,225 กิโลเมตรต่อชั่วโมงที่ความสูงระดับน้ำทะเล โดยในขณะที่เครื่องบินกำลังบินผ่านชั้นบรรยากาศ มันจะสร้างคลื่นความดันอากาศ เหมือนกับคลื่นน้ำที่เกิดจากเรือกำลังแล่น และเมื่อเครื่องบินทำความเร็วเข้าใกล้ความเร็วเสียง จะปรากฏกลุ่มหมอกควันรอบๆเครื่องบิน ซึ่งเกิดจากการก่อตัวของคลื่นกระแทก Shock Wave เป็นการเปลี่ยนแปลงของความดันเหนือปีกเครื่องบินทำให้อุณหภูมิโดยรอบ เปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็ว

ความชื้นหรือไอน้ำบริเวณรอบๆจึงควบแน่นกันกลายเป็นหยดเล็กคล้ายหมอกรอบๆ เครื่องบิน และเมื่อผ่านเข้าสู่ความเร็วเหนือเสียง มันก็จะปล่อยคลื่นกระแทก หรือ Sonic Boom ออกมาอย่างต่อเนื่องจนเราสามารถได้ยินจากบนพื้นดิน ถ้าหากยืนอยู่ในตำแหน่งนั้นก็จะสามารถได้ยินเสียงดังคล้ายกับระเบิดขึ้นสอง ครั้งติดต่อกันในช่วงเวลาไม่ถึงเสี้ยววินาที การลดระดับความดังของคลื่น Shock Wave ที่ก่อให้เกิด Sonic Boom ดังกล่าวนั้น นักบินจะต้องเพิ่มเพดานบินขึ้นสู่ความสูงซึ่งคลื่นกระแทก Sonic Boom

นอกจากจะมีเสียงดังสนั่นแล้วยังอาจก่อให้เกิดความเสียหายต่อกระจกของอาคาร บ้านเรือน การสะท้อนไปมาของคลื่นที่ไปกระทบกับพื้นดินหรือตัวอาคารก่อให้เกิดรูปร่าง ของคลื่นที่มีความซับซ้อนซึ่งทำให้ค่าความแรงของ Sonic Boom เพิ่มขึ้นไปอีก การบินผ่านกำแพงเสียงของเครื่องบินแบบ Supersonic จึงมักจะกระทำที่ความสูงมากๆหรือที่รกร้างห่างไกลจากชุมชนเพื่อหลีกเลี่ยง จากผลกระทบดังกล่าว

 


Space Shuttle Columbia Streaks Across The Texas Sky
ถึง แม้ว่าความเร็วในระดับ Hypersonic ที่เร็วกว่าเสียงถึง 5 เท่าจะสามารถนำพามนุษย์โบยบินไปสู่ยังที่หมายทุกแห่งบนโลกได้ภายในเวลาเพียง 4 ชั่วโมงแต่อันตรายที่แอบแฝงอยู่ในความเร็วแบบ Hypersonic นั้น จะก่อให้เกิดความเสียหายอย่างร้ายแรงต่ออากาศยานที่บินด้วยความเร็วสูงมาก หากเกิดการผิดพลาดแม้เพียงเล็กน้อยกับพื้นผิวของลำตัวเช่นกรณีของโศกนาฎกรรม กระสวยอวกาศโคลัมเบียที่พยายามร่อนกลับสู่พื้นโลก อุณหภูมิของพื้นผิวในขณะที่ยานกำลังทำการบินเข้าสู่ชั้นบรรยากาศของโลกมี ความร้อนสูงถึง 1650 องศาเซลเซียส

ประกอบกับกับมีชิ้นส่วนของกระเบื้องเซรามิก ที่ใช้เป็นฉนวนป้องกันความร้อนที่หลุดออก ตั้งแต่ตอนปล่อยยานขึ้นสู่วงโคจร เนื่องจากแผ่นโฟมกันความร้อนของถังเชื้อเพลิงหลุดร่อน แล้วไปกระแทกกับชิ้นส่วนของเซรามิก ที่ใช้เป็นผิวห่อหุ้มของกระสวยอวกาศ ทำให้เมื่อเข้าสู่ชั้นบรรยากาศ ความร้อนที่เกิดจากการเสียดสีกับชั้นบรรยากาศโลก ไหลเข้าไปยังรอยแตกที่ชายปีก ส่งผลให้ตัวยานทั้งลำแตกออกแล้วลุกเป็นลูกไฟ พุ่งทะยานด้วยความเร็วกว่า 14500 กิโลเมตรต่อชั่วโมง เศษชิ้นส่วนกระสวยอวกาศกระจัดกระจายเต็มท้องฟ้าของรัฐเท็กซัส ที่ความสูงเหนือพื้นโลกราว 62 กิโลเมตร คร่าชีวิตของนักบินอวกาศ และลูกเรือทั้ง7นายไปกับปฎิบัติการสำรวจอวกาศในครั้งนั้น

 


Scramjet

 


X-43 NASA Scramjet Engine
ใน อนาคตอันใกล้นี้ อากาศยานทั้งทางทหารและพาณิชย์จะมีความก้าวหน้าถึงระดับบินด้วยความเร็วสูง ในย่าน Hypersonic และทำให้ความเร็วระดับ Supersonic ของเครื่องบินโดยสาร Concorde กลายเป็นอากาศยานที่ดูเชื่องช้าไปถนัดใจ กลางฤดูร้อนของปี 2002 นักวิทยาศาสตร์จากมหาวิทยาลัยควีนส์แลนด์ทดลองยิงจรวดขึ้นไปบนท้องฟ้าในเขต ชนบทของออสเตรเลีย จรวดลำนี้ทำการติดตั้งหน่วยพลังงานที่ใช้ในการทดสอบการบินที่ความเร็วสูง มันเป็นเครื่อง Scramjet ที่พัฒนาขึ้นล่าสุด เครื่อง Jet โดยทั่วไปแล้วจะอาศัยการอัดอากาศของระบบคอมเพรสเซอร์ แต่เครื่อง Scramjet จะอาศัยความเร็วในระดับเหนือเสียงของอากาศยานที่มีท่อนำอากาศเข้าหรือ Air Intake

เมื่อตัวจรวดบินเข้าสู่ความเร็ว 7 มัค วิศวกรจึงสั่งการด้วยรีโหมดคอนโทรลระยะไกลให้ติดเครื่องยนต์ Scramjet และเดินเครื่องยนต์ราว5วินาที นับได้ว่าเป็นการบินครั้งแรกที่มีการเผาไหม้อย่างสมบูรณ์ในย่านความเร็ว เหนือเสียง 7 เท่า เทคโนโลยีดังกล่าวจะทำงานเมื่อการเคลื่อนที่ด้วยความเร็วของจรวดโดยการใช้เครื่องยนต์ที่มีสมรรถนะสูง ในการนำเอาอากาศที่อยู่บนชั้นบรรยากาศที่เบาบาง เข้ามาสันดาปได้มากกว่าเครื่องยนต์ Jet แบบปกติ โครงการทดลองดังกล่าวมีชื่อว่า Hi Shot ซึ่งใช้ไฮโดรเจนเป็นเชื้อเพลิง รวมถึงการออกแบบที่นำเอาแพนอากาศที่ใช้สำหรับการบินในระดับ Hypersonic มาทำการปรับปรุงตัวยาน หลังจากนั้นในปี 2004 จนถึงปัจจุบัน NASA กำลังทดลองอากาศยานต้นแบบความเร็วย่าน Hypersonic ที่มีชื่อโครงการว่า X-43 Scramjet โดยจะสามารถใช้งานได้จริงในอีก 20 ปีข้างหน้านี้.


เอกสารอ้างอิงประกอบการเขียน
The Aerospace Magazine July 2007
กลศาสตร์การเคลื่อนที่ของวัตถุ

arcom roumsuwan
E-Mail

Thairath

วันพฤหัสบดีที่ 16 กันยายน พ.ศ.2553


Views: 6366

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 50 บุคคลทั่วไป ออนไลน์
สถิติผู้เยี่ยมชม
ผู้เยี่ยมชม: 9958475  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!