ข้ามไปยังเนื้อหาหลัก

รู้จัก Vertical Take-off and Landing เทคโนโลยีการบินขึ้นลงแนวดิ่ง

30 ก.ค. 673 นาที30 ก.ค. 67

เทคโนโลยี Vertical Take-off and Landing หรือ VTOL เป็นเทคโนโลยีที่ทำให้เครื่องบินปีกแบบ “Fixed-wing” สามารถบินขึ้นลงในแนวดิ่งแทนการใช้ทางวิ่ง (Runway) เครื่องบิน VTOL มักจะถูกออกแบบมาให้สามารถขึ้นบินด้วยทางวิ่งตามปกติก็ได้

ขนาดตัวอักษร

เทคโนโลยี Vertical Take-off and Landing หรือ VTOL เป็นเทคโนโลยีที่ทำให้เครื่องบินปีกแบบ “Fixed-wing” สามารถบินขึ้นลงในแนวดิ่งแทนการใช้ทางวิ่ง (Runway) เครื่องบิน VTOL มักจะถูกออกแบบมาให้สามารถขึ้นบินด้วยทางวิ่งตามปกติก็ได้ หรือจะขึ้นบินด้วยระบบ VTOL ก็ได้

ปัจจุบัน เครื่องบินที่สามารถทำการบินแบบ VTOL ได้มักเป็นเครื่องบินทางการทหาร เช่น เครื่องบินรบ นอกจากนี้เอง เฮลิคอปเตอร์ยังถือเป็นอากาศยาน VTOL ชนิดหนึ่งด้วย เนื่องจากเฮลิคอปเตอร์สามารถขึ้นบินได้แนวดิ่งได้

เครื่องบิน Convair XFY Pogo ซึ่งเป็นหนึ่งในเครื่องบิน VTOL ยุคแรก

ความพยายามในการพัฒนาเทคโนโลยี VTOL มีมาตั้งแต่ช่วงปี 1907 เมื่อมีการบินเฮลิคอปเตอร์ขึ้นในแนวดิ่งเป็นครั้งแรก แต่เทคโนโลยีดังกล่าวมีข้อจำกัดเป็นจำนวนมากและเต็มไปด้วยความยากลำบากในการพัฒนา สาเหตุมาจากความซับซ้อนในด้านอากาศพลศาสตร์ ต่างจากเครื่องบินแบบปีกทั่วไปที่มีโมเดลอากาศพลศาสตร์ที่ซับซ้อนน้อยกว่า

ในช่วงปี 1954 ถึงปี 1955 บริษัท Lockheed และ Convair ได้รับการว่าจ้างโดยกองทัพสหรัฐอเมริกาให้ออกแบบเครื่องบินรบแบบ VTOL ซึ่ง Lockheed ออกแบบเครื่องบิน XFV ออกมา ส่วน Convair ออกแบบ Convair XFY Pogo ออกมา แม้ทั้งสองผ่านการทดสอบแต่สัญญาจ้างก็ถูกยกเลิกในเวลาต่อมา

เครื่องบิน Bell Boeing V-22 Osprey บนเรือบรรทุกเครื่องบิน USS Nimitz

ความท้าทายของเครื่องบิน VTOL คือการหาวิธีที่เครื่องบินจะสามารถเปลี่ยนจากการบินในแนวดิ่งเป็นการบินในแนวราบได้กลางอากาศหลังการขึ้นบิน ซึ่งหากสังเกตจากดีไซน์การออกแบบของ Convair XFY Pogo แล้ว จะเห็นได้ว่าการจะบินแนวราบนั้น XFY Pogo จะต้องพุ่งขึ้นฟ้าในแนวดิ่งก่อนที่จะใช้พื้นผิวควบคุมบังคับให้เครื่องบินในแนวราบ และทำสลับกันในการลงจอด ซึ่งซับซ้อนและอันตรายต่อการใช้งานจริง

ต่อมาจึงมีการพัฒนาสิ่งที่เรียกว่า “Tiltrotor” หรือใบพัดที่สามารถปรับมุมได้ขึ้นมา หมายความว่าเครื่องบินที่ใช้ Tiltrotor สามารถบินขึ้นแบบเฮลิคอปเตอร์ได้ จากนั้นใบพัดจะสามารถปรับมุมเพื่อแปลงเป็นเครื่องยนต์และผลักเครื่องบินไปข้างหน้าได้

ตัวอย่างของเครื่องบิน Tiltrotor คือ Bell-Boeing V-22 Osprey ซึ่งถือเป็นเครื่องบิน Tiltrotor ลำแรกของโลก

ผังการออกแบบ Air Flow ของเครื่องบิน Yakolev Yak-38

ในช่วงยุคสงครามโลก เทคโนโลยี VTOL เริ่มถูกนำมาใช้ในเครื่องบินรบสมัยใหม่ ซึ่งอาศัยเทคโนโลยีขั้นสูงในการประยุกต์ใช้เทคโนโลยี VTOL เพราะขนาดของเครื่องบินรบที่ต้องมีขนาดเล็กและน้ำหนักเบา ทำให้วิศวกรต้องหาวิธีในการปรับเปลี่ยน “Thrust Vector” หรือแรงผลักอากาศจากเครื่องยนต์หลักให้สามารถปรับได้ระหว่างการบินในแนวราบหรือการผลักจากข้างหลัง และสำหรับการบินแบบ VTOL ด้วยการผลักจากข้างล่าง

Yakovlev Yak-38 เป็นหนึ่งในเครื่องบินลำแรก ๆ ที่ใช้เทคโนโลยี VTOL และสามารถบินขึ้นจากเรือบรรทุกเครื่องบินได้ ซึ่งพัฒนาขึ้นมาและใช้งานในช่วงของสหภาพโซเวียต

ผังการออกแบบ Air Flow ของเครื่องบิน Lockheed Martin F-35 Lightning II รุ่น B

ปัจจุบัน ในเครื่องบินรบรุ่นที่ 5 (5th Generation Fighter) อย่าง Lockheed Martin F-35 Lightning II รุ่น B นั้นมีความสามารถในการบินขึ้นในแนวดิ่ง (VTOL) และปรับเป็นการบินแนวราบได้ ในกรณีของ F-35B นั้น เครื่องยนต์ของมันถูกออกแบบมาให้สามารถปรับทิศทางของไอพ่นได้โดยตรง และมีพัดลมเพื่อสร้างแรงพยุงในบริเวณหลังห้องนักบินเพื่อให้เครื่องบินสามารถบินขึ้นในแนวดิ่งได้โดยไม่เสียการควบคุมทิศทาง

เรียบเรียงโดย โชติทิวัตถ์ จิตต์ประสงค์


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

“รอบรู้ ดูกระแส ก้าวทันโลก” ไปกับ Thai PBS Sci & Tech 
 

เขียนโดย

🌎 "รอบรู้ ดูกระแส ก้าวทันโลก" ไปกับ Thai PBS Sci & Tech • วิทยาศาสตร์ • เทคโนโลยี นวัตกรรม • ดาราศาสตร์ • Media Literacy • Cyber Security • Tips & Tricks • Trends

บทความที่เกี่ยวข้อง

สงครามสายลับกับปริศนาการหายไปของชิ้นส่วนเครื่องบินรบ F-35 ในดินแดนของจีนเทคโนโลยี

สงครามสายลับกับปริศนาการหายไปของชิ้นส่วนเครื่องบินรบ F-35 ในดินแดนของจีน

เมื่อสัปดาห์ที่ผ่านมา เพนตากอนได้ออกมายอมรับการสูญหายของชิ้นส่วนฝาครอบห้องนักบินและประตูปิดห้องเก็บอาวุธของเครื่องบิน F-35 ที่ถูกส่งจากออสเตรเลียไปยังสหรัฐอเมริกาผ่านทางเกาหลีใต้

01 ต.ค. 69|01 ต.ค. 69
อ่านต่อ →
ความเร็วเหนือเสียงแต่เงียบ! เครื่องบิน X-59 ทดสอบบินเร็วเหนือเสียงจริงครั้งแรกเร็ว ๆ นี้เทคโนโลยี

ความเร็วเหนือเสียงแต่เงียบ! เครื่องบิน X-59 ทดสอบบินเร็วเหนือเสียงจริงครั้งแรกเร็ว ๆ นี้

องค์การนาซา (NASA) กำลังจะเริ่มทดสอบเครื่องบินเจ็ต “X-59” เครื่องบินความเร็วเหนือเสียง โดยการทดสอบการบินเหนือเสียงจริงครั้งแรกเร็ว ๆ นี้

02 มิ.ย. 69|02 มิ.ย. 69
อ่านต่อ →
X-59 Quesst ทดสอบเที่ยวบินแรกสำเร็จเทคโนโลยี

X-59 Quesst ทดสอบเที่ยวบินแรกสำเร็จ

เครื่องบินทดสอบความเร็วเหนือเสียง X-59 Quesst ของ NASA ขึ้นบินครั้งแรก ท่ามกลางปัญหาหยุดทำการของรัฐบาลกลางสหรัฐฯ

12 พ.ย. 68|12 พ.ย. 68
อ่านต่อ →
ราวม่านโซลาร์เซลล์! เปิด-ปิดเองตามแสงแดด คุมผ่านมือถือ-เสียง ไม่ต้องเดินสายไฟเทคโนโลยี

ราวม่านโซลาร์เซลล์! เปิด-ปิดเองตามแสงแดด คุมผ่านมือถือ-เสียง ไม่ต้องเดินสายไฟ

13 ต.ค. 69
อ่านต่อ →
ใช้ร่างกายเป็นเครือข่าย! เซนเซอร์ขนาด 3 มม. เชื่อมอุปกรณ์ ช่วยตรวจ-รักษาเฉพาะจุดวิทยาศาสตร์

ใช้ร่างกายเป็นเครือข่าย! เซนเซอร์ขนาด 3 มม. เชื่อมอุปกรณ์ ช่วยตรวจ-รักษาเฉพาะจุด

13 ต.ค. 69
อ่านต่อ →
อุตสาหกรรม AI คือกำลังสำคัญ! ช่วยดันเศรษฐกิจโลกโต 3%AI

อุตสาหกรรม AI คือกำลังสำคัญ! ช่วยดันเศรษฐกิจโลกโต 3%

12 ต.ค. 69
อ่านต่อ →
พีก ธ.ค. นี้! ปรากฏการณ์เอลนีโญมีแนวโน้มรุนแรงขึ้น และจะอยู่จนถึง ก.พ. ปีหน้าสิ่งแวดล้อม

พีก ธ.ค. นี้! ปรากฏการณ์เอลนีโญมีแนวโน้มรุนแรงขึ้น และจะอยู่จนถึง ก.พ. ปีหน้า

12 ต.ค. 69
อ่านต่อ →
หมอตัวจิ๋วในร่างกาย ส่องการพัฒนาหุ่นยนต์จิ๋ว สู่การรักษาโรคร้ายในอนาคตเทคโนโลยี

หมอตัวจิ๋วในร่างกาย ส่องการพัฒนาหุ่นยนต์จิ๋ว สู่การรักษาโรคร้ายในอนาคต

12 ต.ค. 69
อ่านต่อ →
How to ควรทำอย่างไร? เมื่อมือถือเปียกน้ำ-โทรศัพท์ตกน้ำเทคโนโลยี

How to ควรทำอย่างไร? เมื่อมือถือเปียกน้ำ-โทรศัพท์ตกน้ำ

07 ต.ค. 69
อ่านต่อ →
ใช้สัมผัสแทนสายตา! โดรนลงจอดด้วยการเกาะ แทนการใช้กล้อง ช่วยให้จอดได้แม่นยำในที่มืดเทคโนโลยี

ใช้สัมผัสแทนสายตา! โดรนลงจอดด้วยการเกาะ แทนการใช้กล้อง ช่วยให้จอดได้แม่นยำในที่มืด

07 ต.ค. 69
อ่านต่อ →
เสื้อสะท้อนแดด! ผ้าพิมพ์ 3 มิติ ลดอุณหภูมิ 3-6°C พร้อมสร้างไฟฟ้าจากการเคลื่อนไหวเทคโนโลยี

เสื้อสะท้อนแดด! ผ้าพิมพ์ 3 มิติ ลดอุณหภูมิ 3-6°C พร้อมสร้างไฟฟ้าจากการเคลื่อนไหว

07 ต.ค. 69
อ่านต่อ →