“ปีก” ของเครื่องบินจริง ๆ แล้วเรียกว่าอะไร ?

เมื่อพูดถึงชิ้นส่วนของเครื่องบิน ชิ้นส่วนแรกที่หลายคนอาจจะนึกถึงก็คือ “ปีก” ซึ่งแน่นอนว่า “ปีกเครื่องบิน” มีความสำคัญอย่างมากในการทำให้เครื่องบินนั้นบินได้ แต่สิ่งที่เราเรียกรวม ๆ ว่าปีกนั้น แท้จริงแล้วคืออะไร และแต่ละชิ้นส่วนช่วยให้เครื่องบินบินขึ้นได้อย่างไร

“ปีก” นับว่าเป็นชิ้นส่วนหนึ่งที่ทำให้เครื่องบินต่างจากยานพาหนะอื่น ๆ นั่นหมายความว่าสาเหตุที่เครื่องบินต้องมีปีกเป็นเพราะเครื่องบินจำเป็นต้องใช้ปีก และหน้าที่ของปีกก็คือการทำให้เครื่องบินนั้นบินขึ้นบนฟ้าได้นั่นเอง โดยเราอาจจำแนกอากาศยานได้สองประเภท ได้แก่ อากาศยานปีกตรึง (Fixed Wing) เช่น เครื่องบิน เครื่องร่อน และอากาศยานปีกหมุน (Rotation Wing) หรือเฮลิคอปเตอร์ แต่ไม่ว่าจะปีกหมุนหรือปีกตรึง เราจะสังเกตว่าพฤติกรรมของปีกในระหว่างที่อากาศยานกำลังบินอยู่ก็คือปีกจะต้องเคลื่อนที่อยู่ตลอดเวลา

อธิบายให้เห็นภาพก็คือ เมื่อเฮลิคอปเตอร์กำลังบิน ปีกของมันจำเป็นจะต้องหมุน ซึ่งคือการเคลื่อนที่ของปีกผ่านอากาศ ส่วนเครื่องบิน เครื่องบินไม่สามารถบินขึ้นโดยปีกอยู่นิ่ง ๆ กับที่ได้ แต่จะต้องวิ่งผ่านอากาศเช่นเดียวกัน และวิธีที่ทำให้ปีกเคลื่อนที่ก็คือการที่เครื่องบินทั้งลำจะต้องเคลื่อนที่ไปด้วย ตอนที่เครื่องบินกำลังจะบินขึ้น เครื่องบินจึงต้องทำความเร็วจากหยุดนิ่งไปจนถึงความเร็วระดับหนึ่งที่ทำให้เครื่องบินทะยานขึ้นจากพื้นได้

และกฎทางฟิสิกส์ที่ทำให้ปีกของเครื่องบินสามารถสร้างแรงยกจนสามารถยกยานพาหนะที่หนักกว่าอากาศให้ลอยขึ้นได้ก็คือการสร้างแรงดัน (Pressure) ใต้ปีกผ่านองศาที่ปีกทำมุมกับอากาศ (Angle of Attack) เราเรียกปรากฏการณ์ในลักษณะนี้ว่าแรงยก (Lift)

ดังนั้นเราอาจนิยามความหมายของปีกได้ว่า อะไรก็ตามที่สร้างแรงยกให้กับเครื่องบิน อย่างไรก็ตาม เมื่อเราเห็นเครื่องบิน เราจะสังเกตว่ามีอุปกรณ์ที่มีหน้าตาใกล้เคียงกับที่เรามักจะเรียกว่าปีกอยู่หลายชิ้น อยู่บนส่วนต่าง ๆ ของเครื่องบิน จนเราอาจเรียกอุปกรณ์หน้าตาคล้ายปีกเหล่านี้ว่าปีก ตามด้วยตำแหน่งของมัน เช่น “ปีกหาง” และ “ปีกหลัง” เป็นต้น ในบทความนี้ เราจะมาทำความรู้จักว่าอุปกรณ์หน้าตาคล้ายปีกเหล่านี้แท้จริงแล้ว คืออะไรและทำหน้าที่อะไร

อาจต้องกล่าวก่อนว่าเครื่องบินแต่ละประเภทอาจมีหน้าตาการออกแบบที่แตกต่างกัน แต่ในบทความนี้เราจะพูดถึงเครื่องบินโดยสารที่เราเห็นทั่วไปก่อน แท้จริงแล้ว เครื่องบินโดยสารที่เราเห็นกันจะมีปีกอยู่เพียงชุดเดียว สมมาตรกัน ซึ่งเป็นบริเวณที่เราเรียกได้เต็มปากว่าปีก เพราะเป็นบริเวณที่กินพื้นที่กว้างที่สุดของเครื่องบิน มีลักษณะแบนราบ และหน้าที่ของมันคือการสร้างแรงยกให้กับเครื่องบิน ปีกจะมีชิ้นส่วนอื่น ๆ ติดตั้งเพื่อใช้ในการควบคุมการบินที่ย่อยลงไป เช่น Slats และ Flaps ที่ใช้ควบคุมองศาปะทะอากาศ Aileron ที่ช่วยทำให้เครื่องบินเอียงในองศาต่าง ๆ ตามที่นักบินต้องการ

เครื่องบินโดยสารที่ใหญ่ที่สุดในโลก แอร์บัส เอ-380 (Airbus A-380) มีพื้นที่ปีกมากถึง 483 ตารางเมตร คิดเป็นความยาวกว่า 80 เมตร ซึ่งมากกว่าระยะทางที่พี่น้องตระกูลไรท์ประสบความสำเร็จในการทำการบินครั้งแรกในปี 1903 ที่ระยะ 36 เมตรถึงสองเท่า

ส่วนที่เรามักจะเรียกติดปากกันว่า “หาง” แท้จริงแล้ว ในภาษาการบินภาษาอังกฤษเรียกว่า Vertical Stabilizer ซึ่งมีความหมายว่า อุปกรณ์ช่วยการทรงตัวในแนวตั้ง หน้าที่ของมันคือการรีดไปกับอากาศเพื่อให้แรงดันฝั่งซ้ายและขวาของมันสมมาตรกัน และเครื่องบินสามารถทรงตัวอยู่ได้ ไม่เอียงหรือหมุน โดยในส่วนนี้จะยังมีอุปกรณ์สำคัญอีกหนึ่งตัวที่ติดตั้งไว้ เรียกว่า Rudder ซึ่งจะช่วยทำให้แรงดันฝั่งซ้ายและขวาของ Vertical Stabilizer ไม่สมมาตรไปทางฝั่งใดฝั่งหนึ่ง เพื่อช่วยให้เครื่องบินบังคับเลี้ยวในทิศทางต่าง ๆ ระหว่างอยู่บนอากาศได้

และส่วนที่หลายคนอาจเรียกว่า “หาง” หรือ “แพนหาง” ในทางภาษาการบิน ภาษาอังกฤษเรียกว่า Horizontal Stabilizer ซึ่งจะสังเกตว่า ใกล้เคียงกับ Vertical Stabilizer จึงมีหน้าที่ใกล้เคียงกันก็คือ สร้างแรงที่สมมาตรกันด้านท้ายของเครื่องบิน ทำให้เครื่องบินไม่เกิดอาการท้ายปัดหรือเสียการทรงตัว

ในส่วนนี้จะยังมีการติดตั้งอุปกรณ์ที่ชื่อว่า Elevator ที่ช่วยให้เครื่องบินเชิดหน้าขึ้นหรือก้มหน้าลงจากการปรับองศาปะทะกับอากาศ เปลี่ยนจากแรงดันอากาศที่สมมาตรกันให้ไม่สมมาตร คล้ายกับหน้าที่ของ Rudder บน Vertical Stabilizer นั่นเอง

โดยอุปกรณ์เหล่านี้นับว่าเป็นชิ้นส่วนพื้นฐานของเครื่องบินที่ช่วยทำให้เครื่องบินสามารถบินบนท้องฟ้าได้ และสามารถอธิบายได้โดยหลักฟิสิกส์ว่าด้วยอากาศพลศาสตร์ ที่แท้จริงมีปัจจัยที่ซับซ้อนมากกว่านี้ แต่เมื่อเราเข้าใจพื้นฐาน หากเรานั่งเครื่องบินครั้งหน้าและเห็นอุปกรณ์ต่าง ๆ เหล่านี้ขยับเขยื้อน เราอาจพอเดาได้ว่าพฤติกรรมของอากาศที่กระทำต่อชิ้นส่วนของเครื่องบิน ช่วยให้เครื่องบินบินขึ้นในอากาศและเดินทางพาเราไปถึงจุดหมายได้อย่างไร

“รอบรู้ ดูกระแส ก้าวทันโลก” ไปกับ Thai PBS Sci & Tech