Wingtip

Wingtip

สงสัยกันบ้างไหมครับว่าที่ปลายปีกของเครื่องบินแต่ละแบบนั้นทำไมไม่เหมือนกันเลย แล้วมันแตกต่างกันอย่างไร บ้างก็โค้งงอ บ้างก็ทู่เหมือนจรวด บางลำก็แบนราบเรียบ

ด้วยเจตนาของผู้ผลิตเครื่องบินในการออกแบบเพื่อประสิทธิภาพสูงสุด ปลายปีกเครื่องบินที่ราบเรียบจะก่อให้เกิดแรงต้านเนื่องจากผลพวงของอากาศพลศาสตร์ การเคลื่อนที่ของปีกไปด้านหน้าทำให้ความกดอากาศใต้ปีกมากกว่าบริเวณเหนือปีก อากาศที่อยู่ใต้ปีกจึงพยายามไหลจากด้านล่างของปีกผ่านส่วนปลายของปีกไปด้านบน เกิดเป็นกระแสอลวนหมุนวนออกจากปลายปีกทั้งสองข้าง ถ้ามองจากด้านหลังเครื่องบิน มันจะเกิดกระแสลมหมุนในทิศทางตามเข็มนาฬิกาที่ปลายปีกด้านซ้าย และมีกระแสลมหมุนในทิศทางทวนเข็มนาฬิกาที่ปลายปีกด้านขวา เราเรียกมันว่า Wingtip vortex ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของ Wake turbulence ที่ก่อปัญหากับเครื่องบินลำอื่นที่บินตามมา

นอกเหนือจากอันตรายที่เกิดจาก Wingtip vortex แล้ว มันทำให้ประสิทธิภาพในการสร้างแรงยกของปีกลดลงไปด้วยเนื่องจากมีแรงต้านที่เกิดจากการสร้างแรงยก(Induced drag) ทางผู้ผลิตเครื่องบินจึงต้องพยายามคิดค้นวิธีการลดการเกิด Wingtip vortex ดังกล่าว

ค่ายโบอิ้งคิดค้น Blended wingtip เพื่อติดตั้งบนเครื่องบินแบบ Boeing 737 NG ในรุ่นแรกๆ แล้วก็ผลิตแบบ Split Scimitar winglet รูปร่างคล้ายดาบโง้งของชาวอาหรับ สำหรับ B737-800 และ B737-900ER ที่ผลิตในปีคศ.2014 จนมารุ่นล่าสุด B737 MAX ที่ติดตั้ง Advanced technology winglet  

(AT winglet) ที่นำเอาข้อดีของ Raked wingtip กับ dual feather winglet มารวมกัน

มาดูรุ่นใหญ่ของโบอิ้งกันบ้าง B767-400ER B777-200LR B777-300ER B747-800 B787-8 และ B787-9 และ B777X ที่กำลังผลิตขึ้นมาในอนาคต เปลี่ยนมาติดตั้ง Raked wingtip ที่มีความโค้งมนและลู่ไปด้านหลังในแนวนอนมากขึ้น เหตุผลเพื่อลด Wingtip vortex ที่รบกวนการสร้างแรงยกของปีกให้เกิดขึ้นไปด้านหลังของปีกให้มากกว่าเดิม จึงเพิ่มประสิทธิภาพของการสร้างแรงยก ลดแรงต้าน ประหยัดน้ำมันและช่วยเพิ่มพิสัยการบินอีกด้วย

หันกลับมาดูทางแอร์บัส A320 Familly ในรุ่นแรกๆยังไม่ได้ติดตั้ง Winglet เพิ่งมารุ่นหลังนี่เองที่เริ่มติดตั้ง Wingtip fence รูปร่างคล้ายจรวดปลายปีก ซึ่งช่วยลด Spiral-shaped vortex ทำให้ลด Aerodynamic drag ลงไปพอสมควร ซึ่งแอร์บัสรุ่นใหญ่อย่าง A380 ก็ใช้ Wingtip fence ลักษณะคล้ายกันเนื่องจากปัญหาของความยาวปีก ยกเว้น A330 และ A340 ที่เปลี่ยนมาเป็นแบบ Blended wingtip ที่ถูกผลิตมาพร้อมกับตัวปีกจึงกลมกลืนกว่า

A350 XWB พัฒนาเทคโนโลยี่ใกล้เคียงกับ B787 ลักษณะของปลายปีกจะเป็น Raked wingtip ที่มีความโค้งมนและลู่ไปด้านหลังมากขึ้น เหมาะสมกับการบินระยะไกลถึงไกลมาก ( Long to Ultra long range aircraft ) เพื่อลดแรงต้านทางอากาศพลศาสตร์เป็นหลักมากกว่าจะไปเพิ่มแรงยก

เดินทางด้วยเครื่องบินคราวหน้า เหลือบดูปลายปีกเครื่องบินสักนิด สนุกดีนะครับ

-----

CR รูปสวยๆจาก
www.boeingimages.com
www.flickr.com
www.airliners.net