ข้ามไปยังเนื้อหาหลัก
รู้จักระบบ Fly-by-wire เมื่อ “คอมพิวเตอร์” ถูกใช้ในการควบคุม “อากาศยาน”
เทคโนโลยี

รู้จักระบบ Fly-by-wire เมื่อ “คอมพิวเตอร์” ถูกใช้ในการควบคุม “อากาศยาน”

Thai PBS Sci & Tech06 มี.ค. 674 นาที06 มี.ค. 67

ในอดีต แพนบังคับ (Control Surface) หรือระบบควบคุมของเครื่องบิน เช่น ปีกแก้เอียง (Aileron) หางเสือ (Rudder) และปีกยก (Elevator) ซึ่งจำเป็นต่อการควบคุมทิศทางของเครื่องบิน ถูกควบคุมด้วยการกระทำโดยตรงของนักบิน

ขนาดตัวอักษร

ในอดีต แพนบังคับ (Control Surface) หรือระบบควบคุมของเครื่องบิน เช่น ปีกแก้เอียง (Aileron) หางเสือ (Rudder)  และปีกยก (Elevator) ซึ่งจำเป็นต่อการควบคุมทิศทางของเครื่องบิน ถูกควบคุมด้วยการกระทำโดยตรงของนักบิน

คำนิยามของ “การควบคุมโดยตรง” หมายถึงการใช้ระบบสายเคเบิลอย่างระบบลูกรอกในการเชื่อมแท่นควบคุมของนักบินเข้ากับแพนบังคับโดยตรง คล้ายกับพวงมาลัยของรถยนต์ที่ไม่มีระบบเพาเวอร์ (Power teer) และการหมุนพวงมาลัยนั้นคือการหมุนล้อของรถยนต์ด้วยแรงหมุนของคนขับ

ระบบ Fly-by-wire ของเครื่องบินเปรียบเสมือนพวงมาลัยเพาเวอร์ ในรถยนต์สมัยใหม่ นักบินไม่ได้กำลังควบคุมแพนบังคับอยู่จริง ๆ แต่การขยับแท่นควบคุมในห้องนักบินนั้นส่งสัญญาณไปยังระบบคอมพิวเตอร์ของเครื่องบินให้ทำการเคลื่อนแพนบังคับด้วยระบบไฮดรอลิก

ระบบเคเบิลสำหรับการควบคุม Control Surface ในเครื่องบินขนาดเล็ก

ในเครื่องบินขนาดเล็กที่มีแพนบังคับขนาดเล็กตามไปด้วยนั้น ระบบควบคุมของเครื่องบินจะอาศัยระบบเคเบิลในการเคลื่อนแพนบังคับต่าง ๆ ผ่านการกระทำโดยตรงบนแท่นควบคุม หมายความว่าหากนักบินดึงแท่นควบคุมเข้าหาตัวเอง เคเบิลของปีกยกก็จะตึงและยกขึ้น ทำให้เกิดแรงยกที่หางของเครื่องบิน เครื่องบินจึงจะเชิดหน้าขึ้น

Control Surface ของเครื่องบิน Boeing 727

ในเครื่องบินขนาดใหญ่ แรงของนักบินไม่มากพอที่จะเคลื่อนแพนบังคับทั้งหมดของเครื่องบินได้ จึงจำเป็นต้องมีระบบ Fly-by-wire เข้ามาช่วยในการควบคุมแทน คำว่า “Fly-by-wire” นั้นหมายถึงการบินด้วยระบบคอมพิวเตอร์นั่นเอง

นอกจากปีกแก้เอียงที่ควบคุมการเอียงของเครื่องบินหางเสือที่ควบคุมการเบนของเครื่องบิน และปีกยกที่ควบคุมทิศทางในแนวดิ่งของเครื่องบินแล้ว ยังมีระบบแพนบังคับอื่น ๆ เช่น สปอยเลอร์ (Spoiler) สำหรับการเบรกของเครื่องบิน ระบบทริม (Trim) สำหรับการปรับสมดุลแรงยก ระบบแฟลปส์ (Flaps) ซึ่งใช้ในการลดความเร็วของเครื่องบินก่อนลงจอด ระบบสแลตส์ (Slats) หรือชายหน้าปีกเครื่องบิน (Leading Edge) สำหรับการเพิ่มแรงยก ซึ่งระบบเหล่านี้ล้วนแล้วแต่ต้องใช้ระบบ Fly-by-wire ในการควบคุมทั้งหมด

แผนผังการทำงานของระบบคอมพิวเตอร์ในระบบ Fly-by-wire

การควบคุมระบบ Fly-by-wire นั้นอาศัยคอมพิวเตอร์ที่เรียกว่า “Flight Control Computer” ซึ่งเป็นตัวควบคุมระบบไฮดรอลิกในการขยับแพนบังคับทั้งหมดของเครื่องบิน นอกจากระบบคอมพิวเตอร์เองแล้ว ระบบ Fly-by-wire ยังต้องมีเซนเซอร์ในการตรวจจับการทำงานของ แพนบังคับต่าง ๆ เช่น องศาการเคลื่อนที่ของแพนบังคับ หรือ มุมเบี่ยงเบน (Angle Deflection) เพื่อคอยป้อนข้อมูลให้กับระบบคอมพิวเตอร์การบินเพื่อให้การเคลื่อนที่ของแพนบังคับสอดคล้องกับการกระทำของนักบินต่อแท่นควบคุม  

Primary Flight Display (PFD) ของเครื่องบินระหว่างการใช้งานระบบ Autopilot ในการนำทางและควบคุมเครื่องบิน

ด้วยระบบ Fly-by-wire นี้เองทำให้ระบบช่วยเหลือการบินอย่างระบบขับเคลื่อนอัตโนมัติ หรือ Autopilot เกิดขึ้นได้ เนื่องจากระบบ Autopilot สามารถรับข้อมูลจากระบบนำทางแล้วสั่งการระบบ Flight Control Computer เพื่อควบคุมแพนบังคับได้โดยตรง

ปีกยก (Elevator) ที่ได้รับความเสียหายของเครื่องบิน Boeing 747SP ของสายการบิน China Airlines เที่ยวบิน 006

นอกจากความสะดวกสบายแล้ว ระบบ Fly-by-wire ยังมีผลในด้านความปลอดภัยของเครื่องบินอีกด้วย เนื่องจากระบบ Flight Control Computer ของเครื่องบิน Fly-by-wire นั้นจะถูกตั้งค่าสิ่งที่เรียกว่า “Flight Envelope Protection” ไว้ ซึ่งเป็นระบบป้องกันไม่ให้นักบินกระทำกับแพนบังคับของเครื่องบินรุนแรงหรือเกินขอบเขตที่ถูกออกแบบไว้

เช่น ระบบป้องกันการสูญเสียแรงยก (Stall) ของเครื่องบิน ซึ่งทำงานโดยการป้องกันไม่ให้นักบินเชิดหัวของเครื่องบินที่มุมกระทำ (Angle of Attack) สูงเกินไป ซึ่งเครื่องบินอาจเสี่ยงต่อการสูญเสียแรงยกอย่างกะทันหันได้ ระบบ Flight Envelope Protection นั้นยังช่วยให้นักบินสามารถออกแรงต่อแท่นควบคุมได้อย่างเต็มที่ในกรณีฉุกเฉินโดยที่ไม่ต้องกลัวหรือระแวงว่า แพนบังคับจะตอบสนองรุนแรงเกินไปจนเครื่องบินเสียการควบคุม เนื่องจากมีระบบคอมพิวเตอร์คอยปรับสมดุลให้ตลอดเวลา

ในภาพนี้คือภาพของปีกยกของเครื่องบิน Boeing 747SP ของสายการบิน China Airlines เที่ยวบิน 006 ซึ่งเสียหายจากการบังคับเกินขอบเขต Flight Envelope ของเครื่องบิน หลังจากที่เครื่องบินสูญเสียเครื่องยนต์ตัวที่ 4 และสูญเสียเพดานบินจนนักบินต้องดึงแท่นควบคุมอย่างรุนแรงเพื่อกู้ระดับความสูงจนปีกยกเสียหายจากแรงทางอากาศพลศาสตร์มหาศาล

เรียบเรียงโดย : โชติทิวัตถ์ จิตต์ประสงค์


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

“รอบรู้ ดูกระแส ก้าวทันโลก” ไปกับ Thai PBS Sci & Tech 

บทความที่เกี่ยวข้อง

ใช้ประโยชน์ในทางสันติ ไทย-เมียนมาร่วมใช้เทคโนโลยีสำรวจโลก จัดการสิ่งแวดล้อม-รับมือภัยพิบัติเทคโนโลยี

ใช้ประโยชน์ในทางสันติ ไทย-เมียนมาร่วมใช้เทคโนโลยีสำรวจโลก จัดการสิ่งแวดล้อม-รับมือภัยพิบัติ

เทคโนโลยีสำรวจโลก (Earth Observation Technology) คือการใช้เครื่องมือ เช่น ดาวเทียม และกล้องพิเศษเพื่อเก็บข้อมูลพื้นผิวโลก น้ำ และอากาศ ข้อมูลเหล่านี้ช่วยให้เราเข้าใจสภาพอากาศ ภัยธรรมชาติ และการใช้ประโยชน์จากพื้นที่ต่าง ๆ ได้ดีขึ้น

06 ส.ค. 69|16 ชั่วโมงที่แล้ว
อ่านต่อ →
ก้าวสำคัญ! ครั้งแรกของไทย ส่ง “CE-7 MATCH” อุปกรณ์วิทยาศาสตร์ ร่วมสำรวจดวงจันทร์ 24 ส.ค. นี้เทคโนโลยี

ก้าวสำคัญ! ครั้งแรกของไทย ส่ง “CE-7 MATCH” อุปกรณ์วิทยาศาสตร์ ร่วมสำรวจดวงจันทร์ 24 ส.ค. นี้

24 ส.ค. นี้ เรามีนัดกัน! ร่วมเป็นสักขีพยาน ประเทศไทยส่งอุปกรณ์วิทยาศาสตร์ “CE-7 MATCH” (อ่านว่า ฉางเอ๋อ 7 แมตช์) ซึ่งออกแบบและพัฒนาโดยคนไทย ได้รับคัดเลือกให้เข้าร่วมภารกิจสำรวจดวงจันทร์เป็นครั้งแรก

06 ส.ค. 69|20 ชั่วโมงที่แล้ว
อ่านต่อ →
เปิดแผนสร้างฐานดวงจันทร์จีน ไทม์ไลน์ก่อสร้างไล่เลี่ยกับอเมริกา ใครจะชนะศึกอวกาศในครั้งนี้?เทคโนโลยี

เปิดแผนสร้างฐานดวงจันทร์จีน ไทม์ไลน์ก่อสร้างไล่เลี่ยกับอเมริกา ใครจะชนะศึกอวกาศในครั้งนี้?

ณ ตอนนี้น้ำแข็งบนผิวดวงจันทร์ก็ไม่ต่างอะไรไปจากน้ำมันอวกาศ ที่เร่งให้เกิดการแข่งขันกลับไปดวงจันทร์อีกครั้งอย่างที่ไม่เคยมีมาก่อนในรอบ 50 กว่าปีระหว่างสหรัฐอเมริกากับจีน

06 ส.ค. 69|22 ชั่วโมงที่แล้ว
อ่านต่อ →
    รู้จักระบบ Fly-by-wire เมื่อ “คอมพิวเตอร์” ถูกใช้ในการควบคุม “อากาศยาน” | Thai PBS Sci & Tech