“ระบบไฟฟ้าสำรอง” บนเครื่องบิน ทำงานอย่างไร เป็นคำถามง่าย ๆ ที่มาพร้อมกับคำตอบที่ซับซ้อน

หลายท่านเคยอาจจะสงสัยว่าจริง ๆ แล้ว เครื่องบินผลิตพลังงานไฟฟ้าใช้เองได้อย่างไร คำตอบของหลายคนก็อาจจะเป็นไฟฟ้าจากระบบเครื่องยนต์ คล้ายกับการที่เครื่องยนต์ของรถผลิตกระแสไฟฟ้าเพื่อชาร์จแบตเตอรีและให้พลังงานกับระบบต่าง ๆ ในรถ สำหรับเครื่องบินก็เช่นกัน

แต่ระหว่างที่เครื่องยนต์ของเครื่องบินไม่ทำงาน เช่น ระหว่างการจอดที่ท่าอากาศยาน แล้วเครื่องบินเอาไฟฟ้ามาจากที่ใดในการให้พลังงานกับระบบต่าง ๆ ภายใน เช่น ระบบปรับอากาศ และระบบในห้องนักบิน

เครื่องปั่นไฟฟ้าแบบเคลื่อนที่ได้ หรือ Ground Power Unit (GPU) ขณะกำลังจ่ายไฟฟ้าให้เครื่องบินที่จอดอยู่

Ground Power Unit หรือ GPU นั้นเป็นเครื่องปั่นไฟสำหรับการจ่ายไฟฟ้าให้กับเครื่องบินขณะจอดอยู่ที่ Gate หรือท่าอากาศยาน GPU นั้นอาจจะมีลักษณะเป็นเครื่องปั่นไฟเคลื่อนที่ได้ขนาดเท่ารถหนึ่งคันที่มีสายไฟฟ้าสำหรับเชื่อมต่อกับช่องจ่ายไฟฟ้าบนเครื่องบิน หรืออาจจะเป็นเครื่องปั่นไฟฟ้าที่ติดตั้งไว้ใน “Jetway” หรือทางเชื่อมสำหรับเดินขึ้นเครื่องบินก็ได้

หาก GPU มีลักษณะเป็นแบบเคลื่อนที่ได้ ก็จะต้องมีรถสำหรับการลากและเคลื่อนย้าย GPU ไปยังที่ต่าง ๆ

ท่อไอเสียของระบบ APU ซึ่งอยู่บริเวณท้ายของเครื่องบิน Airbus A380

Auxiliary Power Unit หรือ APU เป็นเครื่องปั่นไฟฟ้าสำรองแบบกังหันก๊าซ (Gas Turbine) ซึ่งถูกติดตั้งอยู่บนเครื่องบินพาณิชย์ขนาดใหญ่เกือบทุกลำบริเวณท้ายของเครื่องบิน

นอกจากจะมีไว้เป็นระบบไฟฟ้าสำรองสำหรับการจ่ายพลังงานให้กับระบบต่าง ๆ ที่สำคัญต่อการบิน เช่น ระบบนำทาง ระบบควบคุม และปั๊มไฮดรอลิก (Hydraulic Pump) สำหรับการควบคุมแพนบังคับในกรณีที่เครื่องยนต์ไม่สามารถทำงานได้อย่างปกติ (Engine Failure) แล้ว ระบบ APU ยังถูกใช้เป็นเครื่องปั่นไฟฟ้าหลักในการสตาร์ตเครื่องยนต์อีกด้วย ระบบ APU จะใช้ผลิตสิ่งที่เรียกว่า “Bleed Air” หรืออากาศที่ถูกอัดและร้อนจัดซึ่งจำเป็นต่อการจุดระเบิดสันดาปในเครื่องยนต์ของเครื่องบิน

ระบบ APU ภายใน Fuselage ของเครื่องบินพาณิชย์ โดยระบบ APU นั้นมักจะอยู่บริเวณท้ายของเครื่องบิน

ไฟฟ้าจากระบบ APU นั้นจำเป็นต่อการสตาร์ตของเครื่องยนต์เป็นอย่างมาก เนื่องจากการสตาร์ตเครื่องยนต์ของเครื่องบินนั้นต้องอาศัยเชื้อเพลิง และ Bleed Air โดยที่ไฟฟ้าจากระบบ APU นั้นจะถูกนำไปจ่ายให้กับปั๊มเชื้อเพลิง (Fuel Pump) เพื่อจ่ายเชื้อเพลิงให้กับเครื่องยนต์ ขณะเดียวกัน อากาศที่ได้จากการสันดาปใน APU นั้น ถูกนำไปใช้เป็น Bleed Air สำหรับการสตาร์ตเครื่องยนต์

เมื่อเครื่องยนต์สามารถจุดระเบิดและสันดาปได้ด้วยตัวมันเองแล้ว ระบบเครื่องยนต์ก็จะสามารถทำหน้าที่เป็นเครื่องปั่นไฟให้ตัวมันเองได้ นักบินจึงจะปิด APU หลังจากที่เครื่องยนต์สตาร์ตเสร็จสิ้นแล้ว

อย่างไรก็ตาม ระบบ APU นั้นจะใช้ได้ก็ต่อเมื่อมีเชื้อเพลิง ในกรณีที่เชื้อเพลิงของเครื่องบินหมด ระบบ APU ก็ไม่สามารถผลิตพลังงานได้เช่นกัน

กังหันปั่นไฟฟ้าหรือ Ram Air Turbine (RAT) ระหว่างการทดสอบบนเครื่องบิน Airbus A320

Ram Air Turbine หรือ RAT เป็นเสมือนกังหันลมสำหรับผลิตไฟฟ้าโดยอาศัยความเร็วของเครื่องบินระหว่างบินอยู่ในการแปลงพลังงานลมเป็นไฟฟ้าเพื่อจ่ายพลังงานให้กับระบบที่สำคัญต่อการบิน เช่น ระบบนำทางในห้องนักบิน และระบบไฮดรอลิกซึ่งจำเป็นต่อการควบคุมเครื่องบิน ระบบ RAT มักถูกใช้งานเมื่อทั้งระบบไฟฟ้าหลักและระบบไฟฟ้าสำรองอย่าง APU ไม่สามารถใช้งานได้

แม้แต่เครื่องบินขนาดใหญ่อย่าง Airbus A380 ก็มี RAT ซึ่งปกติแล้วจะถูกเก็บไว้ในลำตัวของเครื่องบิน และจะถูกปล่อยออกมาเพื่อรับลมอัตโนมัติเมื่อเครื่องบินสูญเสียพลังงาน ทั้งนี้ พลังงานที่ได้จาก RAT นั้นขึ้นอยู่กับความเร็วของเครื่องบิน ยิ่งเครื่องบินบินช้ามากเท่าใด พลังงานก็ยิ่งได้น้อยเท่านั้น

มีหลายครั้งที่ RAT ได้ถูกใช้งานจริงแม้จะมีระบบสำรองไฟฟ้าที่ทันสมัย เช่น APU และมี RAT เป็นที่พึ่งสุดท้าย อุบัติเหตุก็ยังเกิดได้ ยกตัวอย่างกรณี Air Canada เที่ยวบินที่ 143 ซึ่งเชื้อเพลิงหมดกลางอากาศจากความผิดพลาดในการคำนวณเชื้อเพลิง ทำให้ทั้งระบบเครื่องยนต์ที่ผลิตไฟฟ้าเป็นหลักและระบบ APU ซึ่งผลิตไฟฟ้าสำรองล้มเหลว จึงต้องใช้ RAT ในการจ่ายพลังงานให้กับระบบต่าง ๆ ของเครื่องบินแทน ผลลัพธ์คือเที่ยวบินที่ 143 สามารถลงจอดได้อย่างปลอดภัย

เรียบเรียงโดย : โชติทิวัตถ์ จิตต์ประสงค์

🎧 อัปเดตข้อมูลแวดวงวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยี รู้ทันโลกไอที และโซเชียลฯ ในรูปแบบ Audio จาก AI เสียงผู้ประกาศของไทยพีบีเอส ได้ที่ Thai PBS

“รอบรู้ ดูกระแส ก้าวทันโลก” ไปกับ Thai PBS Sci & Tech

สรุปประเด็นให้โดย Generative AI

รู้จัก “ระบบไฟฟ้าสำรอง” บนเครื่องบิน ทำงานอย่างไร มีระบบไหนบ้าง