สนุกคิดกับวิทยาศาสตร์อากาศยาน 1

สนุกคิดกับวิทยาศาสตรอากาศยาน เลม 1

คํานํา จากการที่กระทรวงศึกษาธิการ โดย ดร.วิภาพร นิธิปรีชานนท นักวิชาการศึกษา ชํานาญการพิเศษ ไดเสนอแนะใหผม ปราโมทย แตงหอม เรียบเรียงและเขียนหนังสือที่ เปนความรู ในวิชาที่เกีย่ วของกับอากาศยานระดับพื้นฐาน เหมาะสมกับผูเรียน ที่จะ เขาใจได เพือ่ ใชประกอบการทํากิจกรรมเสริมการเรียนรูในวิชาวิทยาศาสตรของนักเรียน ในระดับ ประถม มัธยมตนและมัธยมปลาย ดวยวานักเรียนจํานวนมากใหความสนใจ กับเครื่องรอน เครื่องบินเล็กบังคับดวยวิทยุ จึงใชโอกาสนี้ในการสงเสริมความรูทาง วิทยาศาสตรดานของอากาศยานขั้นพื้นฐานอยางมีหลักการ เหมาะสมตามวัยและ ความรูของนักเรียนที่ทํากิจกรรม การทําเครื่องรอนและเครื่องบินเล็ก หนังสือ สนุกคิดกับวิทยาศาสตรอากาศยาน มีทั้งหมด 3 เลม เลมนี้คอื เลม1 สําหรับใชกบั กลุมนักเรียนที่เริ่มตนทําความเขาใจกับหลักการทางอากาศพลศาสตรของ เครื่องบินหรือระดับอื่นตามความเหมาะสม ซึ่งถามองแบบผิวเผินแลวการเขียนหลักการ เบื้องตนพื้นฐานนาจะทําไดงาย กวาระดับที่สูงขึ้น แตวาการทําใหนักเรียนที่ยังไมไดมี พื้นฐานทางวิทยาศาสตรทางดานนี้มากอนเขาใจ จําเปนตองหาคําอธิบายที่เหมาะกับ นักเรียนในระดับนี้ เทาทีจ่ ะนึกได ที่ผา นมาตําราที่ผมไดเรียบเรียง เปนการนําไปใชสอน กับนักเรียนหรือนักศึกษาในระดับอุดมศึกษา เปนกลุมนักเรียนที่ไดผานการเรียนหลัก การทางฟสิกสเบื้องตน รวมถึงเรื่องกลศาสตรของไหล และวิชาอื่นๆที่เกี่ยวของ มาแลว ซึ่งเปนลักษณะเดียวกับตําราของตางประเทศ ที่ใชเปนตําราอางอิง (ตําราตนฉบับมา จากประเทศสหรัฐอเมริกา) ดังนั้นจึงตองมีการเรียบเรียงหรือเขียนขึ้นมาใหม เพื่อให นักเรียนในระดับนี้สามารถเรียนรูเขาใจได โดยเปนการวางรากฐานวิธีคิดอยางเปน วิทยาศาสตร การเรียนรูอยางใชเหตุผลและประสบการณ จะชวยใหเด็กนักเรียนรูจักวิธี คิดหาคําตอบดวยตนเอง(คิดเปน) ตั้งแตสิ่งงายๆ และจะคอยๆ พัฒนาขึ้นเรื่อยตาม ประสบการและความรูที่มี การใหจําแตเพียงอยางเดียวโดยไมเขาใจ จะไมชวยใหเกิด การพัฒนาทางดานความคิด ความเขาใจ นั้นมีหลายระดับตองพิจารณาตัวผูเรียนดวย แตการจําใหไดในหลายๆเรื่อง หรือทองจํามีความจําเปน อยางไรเสียเปนสิ่งที่ตองมีอยู

ข

แลวเพื่อใชเปนขอมูล ในการใชเหตุผล หรือทําความเขาใจกับสิ่งใหมอาจจะโดยการ เปรียบเทียบหรือประยุกต ใหดีขึ้น เปนลําดับ ดวยความตั้งใจแตเดิมของตัวผมเอง ซึ่งไดเคยคิดมานานแลวที่เห็นวาควรมีการ วางรากฐานและ ปลูกฝงวิธีคิดของเด็กๆโดยทั่วไปในประเทศของเรา ที่จะตองเติบโตไป เปนผูใหญทที่ ํางานในแตละสาขาอาชีพ ในอนาคต ไดใชเหตุผลอยางเปนวิทยาศาสตร นาจะเปนการชวยพัฒนาคนอยางถาวรในทิศทางที่ถูกตอง เพราะถาคนมีคุณภาพแลว การพัฒนาสิ่งอื่นๆก็งายหมด ดวยวาคนมีคุณภาพเหลานี้จะเขาไปแกปญหาตางๆที่มีอยู นั่นคือการพัฒนาประเทศจะเปนการยากหรือเปนไปไมได ถาหากวาคนสวนใหญ ยังไม มีพื้นฐานทางความคิดที่มีเหตุผล และการเริ่มตนในวัยเด็กจะเปนการชวยสงผลไดดีกวา การที่จะพยายาม ปลูกฝงวิธีคิดอยางเปนระบบและใชเหตุผลในวัยที่เปนผูใหญแลว อันที่จริง ระบบการศึกษาในประเทศไทยไดถูกวางรากฐานมานานพอสมควร แลว แตการพัฒนาปรับปรุงใหดีขึ้น การแกไขสิ่งบกพรอง คงตองมีอยูตลอดไป ใน ปจจุบนั นี้ก็เชนกัน จากขอมูลทราบมาวา เด็กๆชอบกิจกรรมการทําและเลนเครื่องบิน เล็ก นับวาเปนโอกาสอันดี ทีจ่ ะใชกิจกรรมนี้เปนชองทาง ในการพัฒนาการเรียนรูของ เด็ก เพื่อใหรูและเขาใจ หลักการทางวิทยาศาสตรในสวนที่เกี่ยวของกับเครื่องบิน (เปน ความรูวิชาฟสิกสนเี่ อง เพราะศาสตรทุกแขนง มีรากฐานมาจากปรัชญา ที่พยายามทํา ความเขาใจในความเปนไปของธรรมชาติ โดยเฉพาะความรูทางวิศวกรรมในทุกแขนงมี รากฐานมาจากวิทยาศาสตรทางฟสกิ ส วิศวกรรมอากาศยานก็เชนกัน) จากสถานการณ จริง นักเรียนไดเห็นและสัมผัส กับธรรมชาติของสิ่งเหลานัน้ และไดเกิดความเขาใจและรู วา สิ่งนี้ มีความสัมพันธ กับอะไรอยางไร รูวาอะไรเปนเหตุ รูว าอะไรเปนผล จะชวยทํา ใหการเรียนรู สนุก ไมนาเบื่อ และมีประสิทธิภาพมาก เมื่อใชประกอบกับการเรียนรู ใน หองเรียน เมื่อเด็กเหลานี้เติบโตขึ้นภายใตการถูกปลูกฝงวิธีคิดอยางเปนระบบ และมี เหตุผลอธิบายได เปนขั้นเปนตอน แนนอนสิ่งนี้จะเปนรากฐานในการพัฒนาตัวของเขา เองตอไปแมเรื่องอื่นๆที่เขามาในชีวิต เขาเหลานัน้ จะเริ่มตั้งคําถาม และมองหาเหตุและ ผลอยางเปนระบบ

ค

ประชากรที่มีคุณภาพจะเปนกําลังสําคัญของสังคมในอนาคต ถาเราพัฒนาเขา ใหดีอยางแทจริง (ขอเนนคําวาแทจริง ไมใชเปนแคเพียงคําพูดหรือสรางภาพ หรือใช ความรูสึก) คนเหลานีก้ ็จะชวยทําใหประเทศชาติพัฒนาไปในทางที่ดีไดในอนาคต นั่น คือผูใหญในปจจุบนั มีสวนสําคัญ ในการสรางอนาคตและวางรากฐานความมั่นคงของ ประเทศ ดวยการเปนตัวอยางที่ดี พรอมๆกับการพัฒนาเยาวชนในปจจุบนั นี้ใหมี คุณภาพ เพื่อการสรางประเทศที่นาอยูใหกับลูกหลานตอไปในอนาคต การเขียนหนังสือชุดนี้ทั้ง 3 เลม ผมมีความตั้งใจ ที่จะใชรูปภาพเปนสื่อ ในการ สรางความเขาใจ (โดยเฉพาะเด็กเล็กๆ รูปภาพชวยในการใหคําอธิบายไดดีมาก) ตาม ปกติ การเรียนรูทางวิทยาศาสตร หรือวิศวกรรม คือการเรียนรูกฎตางๆในธรรมชาติ (เทาที่มนุษยจะเขาไปรูได) วาอะไรมีความสัมพันธกับอะไร อยางไร นั่นเอง จินตนาการ (Imagination) ถือวามีความสําคัญยิ่ง เพื่อใหเกิดความเขาใจถึง กระบวนการ ระบบ หรือความเปนไปในธรรมชาตินั้น รูปภาพ หรือการเห็นเหตุการณจริง จะชวยไดอยาง มาก และอาจจะมากกวาคําพูดที่ผูสอนไดพยายามอธิบายอยูหนาหองเปนเวลานาน เสียอีก นี่คอื เหตุผลวาทําไม การเรียนรูหลายอยาง จึงตองใหผูเรียนรูไดลงมือปฏิบัติ และสัมผัสกับความจริง คําอธิบายที่ใช จะเปนไปอยางงายๆ เพียงเพื่อใหรูวา สิ่งใดมีความสัมพันธกับสิ่ง ใด เหตุเชนนี้จะใหผลอะไร ตามระดับพื้นฐานความคิด ความรู และประสบการ แต อยางไรก็ตาม การที่นักเรียนจะเขาใจไดดีมากนอยเพียงไรนั้นก็ตองอาศัย คุณครูผูสอน ดวย โดยการอธิบาย ยกตัวอยาง ตั้งคําถาม หรือสรางสถานการณ ประกอบเพื่อชวยให การสอนนั้นมีประสิทธิภาพ คือนักเรียนเขาใจได ทุกทานเคยเปนนักเรียนกันมาแลว ลองนึกดู ตัวผมเองยังจําไดสมัยเปนนักเรียน ผมเชื่อวา เด็กนักเรียนทุกคนเมื่อเติบโตขึ้น เปนผูใหญยังจําไดวาสมัยเปนนักเรียน คุณครูหรืออาจารย สอนอยางไร ตั้งใจสอนหรือไม เตรียมการสอนมาดีหรือไม ทําใหเขา เขาใจในสิ่งที่เรียนไดมากนอยแคไหน ความภาคภูมิใจ ความสุข ของคนทีเ่ ปนครู ควรอยู ตรงที่วา เราไดใหความรู ใหปญญาแกนักเรียนของเราไดมากนอยเพียงใด และคุณครู

ง

ทุกทานตองชวยกันสรางมาตรฐาน ของความเปนครูใหดียิ่งขึ้น เปนทีย่ อมรับของคน ทั้งหลาย ยังมีผูรวมงานอีกสวนหนึง่ ที่ไดทําในเรื่องของตัวเครื่องบินพลังยาง เครือ่ งบิน บังคับวิทยุ และอุปกณประกอบบางอยาง เปนทีมงานของ ดร.วิภาพร ฯ ซึ่งมีสวนรวมใน การทําใหหนังสือในชุดนี้ ทั้งสามเลม เสร็จสมบูรณไดอยางที่ตั้งใจ แมวาหนังสือเลมนี้ได มีการตรวจสอบมาแลว แตอาจจะมีที่ผิดพลาดอยูบาง ทานใดพบเห็นกรุณาแจง หรือมี ขอแนะนํา นาจะเปนสิ่งดี เพี่อใชในการปรับปรุงใหดีขึ้นตอไป ปราโมทย แตงหอม มี.ค. 2557

จ

สารบัญ คํานํา สารบัญ

บทที่ 1 สิ่งที่ลอยไดในอากาศ 1.1 เครื่องรอนกระดาษพับ ของเลนที่ลอยไดในอากาศ 1.2 วาวกระบอก ของเลนที่ลอยไดในอากาศ 1.3 รมชูชีพทําจากถุง แบบฝกหัดบทที่ 1

บทที่ 2 เครื่องรอนพุงดวยมือ 2.1 จุดศูนยถวง (Center of Gravity) 2.2 ตําแหนงจุด CG. ของเครื่องรอน 2.3 ทําความรูจักกับชื่อแตละสวนของเครื่องรอน 2.4 การปรับแตงเครื่องรอน 2.5 การควบคุมทิศทางของเครื่องรอน แบบฝกหัดบทที่ 2

บทที่ 3 ใบพัดปน แบบฝกหัดบทที่ 3 ผนวก บรรณานุกรม

หนา ก จ 1 9 13 17 21 23 24 28 30 32 40 43 45 52 53 58

บทที่ 1 สิ่งที่ลอยไดในอากาศ

รูปที่ 1.1 มีสิ่งที่ลอยไดในอากาศ ซึ่งเราเคยเห็นอยูรอบตัวเรา เมื่อมีลมพัดมาถูกตองตัวเรา ทําใหเรารูสึกเย็นสบาย ลมคืออากาศที่ เคลื่อนที่ และเมื่อเรามองขึ้นไปบนทองฟา จะเห็นมีสิ่งบางอยางที่ลอยอยูไดใน อากาศ เปนทั้งสิ่งมีชีวิต และไมมีชีวิต เชน นก เครื่องบิน แมลง ผีเสื้อ ฯ อยางเชน ในรูปที่ 1.1 จะพบวา สิ่งที่กลาวมานี้มีปกอยางเชน นก หรือแมลง ตองกระพือปกจึงจะลอยได บางครั้งนกกางปกนิ่งๆไมตองกระพือ ก็ลอยอยูใน

2

บทที่ 1 สิ่งที่ลอยไดในอากาศ

อากาศได ดวยการเคลื่อนที่ไปขางหนา ชวยใหเกิดแรงพยุงจากอากาศใหลอย อยูได เราอาศัยอยูบนผิวโลกเปรียบไดกับวาตัวเราจมอยูในอากาศ คลายกับ ปลาที่จมอยูในน้ํา อากาศที่หอหุมโลกอยูนี้เราเรียกวา “ชั้นบรรยากาศ” ดูรูปที่ 1.2 พนออกไปจากชั้นบรรยากาศ ไมมีอากาศอยูเลย เราเรียกวา “อวกาศ” อากาศที่หอหุมโลกอยูนี้ ทําใหสิ่งมีชีวิตทุกชนิดที่อาศัยอยูบนโลกใบนี้มีชีวิตอยู ได และอากาศที่ดีก็ตองไมมีมลพิษ ที่เปนอันตรายตอสุขภาพดวย

รูปที่ 1.2 โลกหอหุมดวยอากาศ ที่อยูลอมรอบตัวเรา เปรียบไดกับวาเราจมอยู ในทะเลอากาศ เชนเดียวกับปลาที่จมอยูในน้ําทะเล

บทที่ 1 สิ่งที่ลอยไดในอากาศ

3

รูปที่ 1.3 การลอยของลูกโปงในอากาศ เปรียบไดกับทอนไมที่ลอยในน้ํา มีสิ่งของบางอยาง เชน ลูกโปงสวรรคลอยไดในอากาศ เปรียบไดกับ สถานการณ ที่ไมลอยในน้ํา ดังในรูปที่ 1.3 ไมจําเปนตองใชปกชวยแรงใน ลักษณะนี้เรียกวา “แรงลอยตัว” (Buoyant force อานวา “บอยแยทฟอส”) เปนแรงที่เกิดขึ้นภายใตสภาวะทีเ่ รียกวา“สถิตศาสตรของไหล” (Fluid statics อานวา “ฟลูอิดสะแตติกส” แปลไดวา ของไหลอยูกับที่) ทุกสิ่งที่อยูในอากาศยอมตองมีแรงลอยตัว ที่กระทําเนื่องจากอากาศ ลูกโปงสวรรคมีน้ําหนักเบามากเมื่อเทียบกับแรงลอยตัวซึ่งมีคามากกวา ลูกโปง จึงลอย จะเห็นวาตางจากการลอยของแมลงหรือนกที่มีปก ตองกระพือปกดวย จึงจะลอยได เพราะวานก มีน้ําหนักมากกวาแรงลอยตัวถาอยูนิ่งๆไมสามารถ ลอยไดในอากาศ จึงตองมีปกและกระพือใหมากพอจึงลอยได เราจะเห็นวา เครื่องบิน นกและแมลง ถาไมกระพือปกหรือเคลื่อนที่ไปในอากาศ จะไม สามารถลอยอยูในอากาศได นั่นคือตองมีกระแสอากาศไหลผาน หรือมีการ

4

บทที่ 1 สิ่งที่ลอยไดในอากาศ

เคลื่อนที่ของอากาศผานปก อยางเชนในรูปที่ 1.4 การเคลื่อนที่ของอากาศผาน วัตถุ และเกิดแรงกระทํา ตอวัตถุที่อากาศเคลื่อนที่ผานนั้น เรียกวา “แรงทางอากาศพลศาสตร” (Aerodynamics force อานวา “แอโร ไดนามิกสฟอส”) เชน นก หรือ แมลง ขยับปกทําใหเกิดแรงของอากาศพยุงให ลอยไดในอากาศ เครื่องบินก็เชนกันตองเคลื่อนที่จึงจะลอยได ลมหรืออากาศ เคลื่อนที่ ถามีความเร็วมากพอ จะกอใหเกิดแรงมากพอที่กระทําตอวัตถุให เคลื่อนที่ไดดวย เชน ลมแรงๆ เราเรียกวา พายุ ซึ่งพัดพาสิ่งของตางๆ ใหปลิว และอาจกอใหเกิดความเสียหายตอ หรือถึงขั้นทําใหตนไมใหญๆโคนลงได บานเรือนที่อยูอาศัย ลวนเปนแรงทางอากาศพลศาสตร ทั้งสิ้น

รูปที่ 1.4 เครื่องบินและนก จะลอยไดตองมีอากาศไหลผานปก เครื่องบินที่กําลังบินอยูบนทองฟา ลอยอยูไดในอากาศ ก็เนื่องจากแรง ทางอากาศพลศาสตร หรือพูดงายๆ ก็คือ แรงเนื่องจากการเคลื่อนที่ของอากาศ เครื่องบินตองเคลื่อนที่ดวยความเร็วที่มากพอ เพื่อจะไดทําใหอากาศไหลผาน

บทที่ 1 สิ่งที่ลอยไดในอากาศ

5

ปกเครื่องบินดวยความเร็วที่มากพอ จึงเกิดแรงพยุงที่มากพอ ใหเครื่องบินลอย อยูไดในอากาศ อยางสมดุล นกก็เชนกันตองขยับปก และปรับทาทางการบิน การลอยไดของสิ่งตางๆในอากาศ เนื่องจากแรงพยุงของอากาศ หรือ เรียกไดวา เกิดแรงกระทําเนื่องจากอากาศพยุงใหสิ่งของหรือวัตถุนั้นลอยอยูได

รูปที่ 1.5 แรงเปนสิ่งที่เรารูจักกันดี และใชอยูทุกวัน

แรง เกิดขึ้นในหลายลักษณะ ดูรูปที่ 1.5 และ 1.6

- เมื่อเราออกแรงดึงเชือก เรียกวา “แรงดึง” (Tension อานวา “เทนชั่น”) - เมื่อเราออกแรงกดวัตถุ เรียกวา “แรงกด” (Compression อานวา “คอมเพรสชั่น”) - แรงที่พยายามดัดวัตถุใหงอ เรียกวา “แรงดัด” (Bending อานวา “เบนดิ้ง”)

6

บทที่ 1 สิ่งที่ลอยไดในอากาศ

นอกจากที่กลาวมานี้ ยังมีการกระทําของแรงในลักษณะอื่นๆอีกที่ไมได นํามากลาวถึง

รูปที่ 1.6 แรงที่กระทําตอวัตถุ มีหลายลักษณะ เชน แรงดึง แรงกดและ แรงดัด

บทที่ 1 สิ่งที่ลอยไดในอากาศ

7

แรงที่กระทํา จะถูกเขียนเปนรูปลูกศร แทนขนาดและทิศทางของแรงที่ กระทําตอวัตถุ อยางในรูปที่ 1.6 แรงมีทิศทางดึงไปทางขวา ลูกศรชี้ไปทางขวา และถาแรงกดลง ลูกศรก็จะชี้ลง ดูที่ความยาวลูกศร ถายาวมากกวา แสดงวา แรงมากกวา นักเรียนควรหัดสังเกตเหตุการณในธรรมชาติ รอบตัวโดยเชื่อมโยง กับสิ่งที่เราเรียนจากหนังสือ เชน ลักษณะของแรงที่กระทําเปนแบบไหน นกที่ พยายามบินขึ้นตองกระพือปกใหเร็วมากขึ้น เพื่อชวยใหเกิดแรงยกมากขึ้น

รูปที่ 1.7 เมื่อเอามือยันผนัง จะเกิดแรงปฏิกิริยาโตกลับจากผนังหรือ เมื่อยืน บนไมกระดาน มีน้ําหนักกดลง จึงเกิดแรงปฏิกิริยาโตกลับ ยังมีแรงกระทําอีกลักษณะหนึ่งที่นักเรียนควรจะไดรู คือแรงโตกลับหรือ แรงปฏิกิริยา (Reaction Force อานวา “รีแอคชั่นฟอส”) ตัวอยางเชน เมื่อเรา

8

บทที่ 1 สิ่งที่ลอยไดในอากาศ

เอามือยันผนังดวยแรงขนาดหนึ่ง ผนังจะโตกลับดวยแรงที่เทากันในทิศทาง ตรงกันขาม ดังในรูปที่ 1.7 สถานการณเชนเดียวกันนี้ ก็เกิดขึ้นในขณะที่เรายืน นิ่งๆอยูบนพื้น น้ําหนักของตัวเรากดลงบนพื้น พื้นก็โตกลับในทิศทางขึ้น ดวย ขนาดของแรงที่เทากับน้ําหนักของตัวเราเชนกัน กอนหนานี้ไดพูดถึงความเร็วของอากาศ เปนเหตุใหเกิดแรงกระทําตอ วัตถุ เชนเดียวกับแรงกระทํา ความเร็วจะถูกเขียนแทนดวย ลูกศร ดูรูปที่ 1.8 โดยมีทิศทางและความยาวแทนขนาดของความเร็ว ความเร็วของอากาศที่มาก ก็สงผลใหเกิดแรงกระทํามากดวย นั่นคือความเร็วของอากาศ มีผลตอแรงที่ กระทํากับวัตถุที่อากาศนั้นไหลผาน ดังนี้คือ ถามีความเร็วมากก็ยิ่งสงผลใหเกิด แรงกระทําตอวัตถุหรือสิ่งของนั้นมากตามไปดวย

รูปที่ 1.8 กระตายวิ่งไปทางขวา ดวยความเร็วที่มากกวาเตา ลูกศรแทน ความเร็วจึงยาวกวา และชี้ไปทางขวา ความเร็วคือความเร็ว ไมใชแรง เปนคนละอยางกัน แตทั้ง ความเร็วและแรง เราสามารถใชแทนไดดวยลูกศร เพื่อความสะดวกใน การทําความเขาใจ

บทที่ 1 สิ่งที่ลอยไดในอากาศ

9

ความเร็วของอากาศ ไหลผานปก ทําใหเกิดแรงยกกระทํา ใหเครื่องบิน หรือนก ลอยขึ้นไปไดในอากาศ เราก็สามารถทําของเลนขึ้นเอง เพื่อใหลอยใน อากาศในชวงเวลาสั้นๆได เริ่มตนดวยการทําเครื่องรอนกระดาษพับที่ลอยไดใน อากาศ(จะเรียกวาเครื่องบินกระดาษพับก็ได) เมื่อเราพุงเครื่องรอนกระดาษพับ ไปขางหนา ก็สามารถลอยไดในอากาศ ชั่วระยะเวลาหนึ่ง ดังในรูปที่ 1.9

1.1 เครื่องรอนกระดาษพับ ของเลนที่ลอยไดในอากาศ

รูปที่ 1.9 เครื่องรอนกระดาษพับพุงดวยมือ

10

บทที่ 1 สิ่งที่ลอยไดในอากาศ

ในกิจกรรมนี้ จะเปนการนําเอากระดาษ ขนาด A4 มาพับเปนเครื่องรอน กระดาษพับไวพุงเลน และแขงขันกันในกลุม หากระดาษ A4 คนละหนึ่งแผน ดู ตามรูปที่ 1.10 และพับตามแบบ หรือ นักเรียนอาจจะพับตามแบบอื่นก็ได ซึ่งมี อยูอยางแพรหลาย ทั้งทางอินเทอรเน็ต หรือคําแนะนําจากคุณครูผูสอน

บทที่ 1 สิ่งที่ลอยไดในอากาศ

รูปที่ 1.10 วิธีพับเครื่องบินกระดาษ ใหดูตามลําดับ ตั้งแตหมายเลข 1 ถึง หมายเลข 11 พยายามทําใหประณีต ไมจําเปนตองรีบ

11

12

บทที่ 1 สิ่งที่ลอยไดในอากาศ

เมือนักเรียนพับเสร็จแลว ลองไปพุงดู จะเห็นวาเครื่องรอนกระดาษพับ ของเรา ไมรอนไปในแนวเสนตรง เพราะกระดาษที่เราพับขึ้นเปนเครื่องรอนพับ มีการเอียงจึงตองพยายามปรับใหตรงเทาที่จะทําได และทดลองดูไปเรื่อยๆ ให รอนไปใหตรงและไกลที่สุด คืออยูในอากาศไดนาน นักเรียนจะเห็นวาเครื่อง รอนพับ ลอยอยูในอากาศไดชั่วเวลาหนึ่ง หรือจะบอกวาคอยๆตกลงอยางชาๆ เพราะวาเครื่องรอนเคลื่อนที่หรือบินไปขางหนา ทําใหมีอากาศไหลผานปก จึง เกิดแรงพยุงจากอากาศ ที่เรียกวา “แรงยก” จึงทําใหเครื่องรอน รอนอยูใน อากาศในชวงเวลาหนึ่ง ดังในรูปที่ 1.9 คุณครูผูควบคุม ตองระวังในเรื่องความปลอดภัยของนักเรียนที่เลน ถา เครื่องรอนพับไปติดบนที่สูง เชน ตนไม ฯ ตองระวังไมใหนักเรียนปนขึ้นไปเก็บ อาจจะพลัดตกลงมาได ควรหาสถานที่ ที่เหมาะสม ไมมีลมแรง ถาอยูในอาคาร ไดจะดีมาก เมื่อนักเรียนไดทดลอง เลนเครื่องรอนพับจนคุนเคยดีแลว ควรใหมีการ แขงขัน เครื่องรอนพับเริ่มตั้งแตตองพับขึ้นเอง มีการปรับแตงตามอัธยาศัย และ การเรียนรูจากการที่ไดทดลองของนักเรียนเอง โดยใหเวลาตามความเหมาะสม วางกฎกติกาในการแขงอยางงายๆ(ไมควรสลับซับซอน) ตามที่คณ ุ ครูผูควบคุม จะเห็นสมควร โดยจัดหาสถานที่ที่เหมาะสม(มีความจําเปน) เชน ในอาคาร กีฬา หรือในที่ลมสงบ จะเปนการแขงขันในเรื่องของ ใครรอนไปไดไกลกวา หรือ ใครลอยอยูในอากาศไดนานกวา มอบรางวัลแกนักเรียนที่ชนะเลิศ พรอมคําชื่น ชม และนักเรียนคนอื่นๆรวมแสดงความยินดีกับผูชนะ

บทที่ 1 สิ่งที่ลอยไดในอากาศ

13

1.2 วาวกระบอก ของเลนที่ลอยไดในอากาศ

รูปที่ 1.11 วาวกระบอก ใชกระดาษขนาดA4 มาพับและตอหาง นักเรียนคงเคยเห็นวาว หรือคงเคยเลนวาวมาแลว ซึ่งมีใหเห็นทั่วไป วาว จะลอยไดตองอาศัยลมที่มีความแรงพอสมควร ถาลมออนๆและตองการใหวาว ลอยขึ้น เราตองวิ่ง มักนิยมเรียกกันวาใหวาวกินลม คือทําใหมีอากาศไหลผาน วาวจึงจะเกิดแรงจากอากาศพยุงใหวาวลอยขึ้นได เมื่อวาวคอยๆลอยขึ้นใน ระดับสูงขึ้นมีลมที่พัดแรงพอ วาวก็จะลอยอยูตอไป ตราบใดที่ลมยังพัดแรงพอ ที่จะพยุงใหวาวลอยได นักเรียนจะพบวา ลมในระดับต่ําๆใกลพื้นจะพัดออน กวาลมในระดับที่สูง หรือเราสามารถบอกไดวา ยิ่งสูงขึ้นลมจะยิ่งพัดเร็วขึ้น

14

บทที่ 1 สิ่งที่ลอยไดในอากาศ

ใชกระดาษ A4 ซึ่งเปนกระดาษที่นิยมใชโดยทั่วไป มาทําเปนวาว การทํา วาวลักษณะนี้มีมานานแลว ทํางาย เพียงนําเอากระดาษ A4 มาพับตามในรูปที่ 1.11 แลวนําเอา ดายหลอดมาผูก และตอหางยาวพอประมาณตามในรูป

รูปที่ 1.12 เมื่อไมมีลม การวิ่งชวยทําใหวาวกระบอกลอยได การที่วาวไมวาชนิดใด ลอยได ก็ตองอาศัยแรงลม หรือ เรียกไดวามี อากาศไหลผานทําใหเกิดแรงยก คลายๆกับเครื่องบินกระดาษพับ ตางกันตรงที่ วาวมีเสนดายผูกเอาไวจึงอยูกับที่ และมีลมไหลผานตัววาว จะดวยวิธีวิ่งใหวาว กินลมแลวลอยขึ้น หรือมีลมที่แรงพอพัดทําใหตัววาวลอยขึ้น อยางในรูปที่ 1.12 เด็กกําลังวิ่ง เพื่อชวยใหมีอากาศไหลผานตัววาว และลอยขึ้น

บทที่ 1 สิ่งที่ลอยไดในอากาศ

15

รูปที่ 1.13 แนวทางการไหลของอากาศหรือ ลมเมื่อไมมสี ิ่งใดๆกีดขวาง

รูปที่ 1.14 แนวทางการไหลของอากาศ เมื่อมีวาวกระบอกลอยอยูในอากาศ

16

บทที่ 1 สิ่งที่ลอยไดในอากาศ

ในรูปที่ 1.13 และรูปที่ 1.14 เสนลูกศรที่แสดงอยู เปนแนวทางเดินของ อากาศไหลผานตัววาว เรียกวา “สายกระแส” ภาษาอังกฤษเรียกวา “สตรีม ไลน (Stream Line)” ปกติเรามองไมเห็นอากาศอยูแลว เวนเสียแตวา เห็นฝุน ละออง หรือควันที่ลองลอยตามอากาศที่กําลังเคลื่อนที่ไป อยางเชน ควันธูป ควันยากันยุง ทําใหเราเห็นแนวทางการไหลของอากาศ สตรีมไลนนี้ ชวยทําให เรานึกภาพออกหรือรูไดวา อากาศมีเสนทางการเคลื่อนที่อยางไร เสนทางเดิน ของอากาศในรูปที่ 1.13 เปนกระแสลมที่ไมมีสิ่งกีดขวาง เราสามารถเรียกได หลายอยาง เชน “กระแสอากาศอิสระ (Free Stream)” “อากาศไหล (Air Flow)” สวนในรูปที่ 1.15 จะเห็นวาวาวเขามากีดขวาง ทําใหอากาศที่กําลังไหล อยูนั้นเบี่ยงเบนไป สงผลใหเกิดแรงยก กระทําใหวาวลอยขึ้นได

รูปที่1.15 อากาศที่ไหลผาน วาวกระบอก ทําใหเกิดแรงพยุงวาวกระบอกให ลอยอยูไดในอากาศ

บทที่ 1 สิ่งที่ลอยไดในอากาศ

17

เมื่อทดลองเลนดูแลว สิ่งที่นาสังเกตคือ ถาลมออน แรงยกที่ชวยพยุงวาว มีไมมากพอ ดังนั้นวาวจึงไมลอย ตอเมื่อลมแรงพอวาวจึงลอยขึ้นได นั่นคือแรง ยกจะมีมากหรือนอย ขึ้นอยูกับความเร็วหรือความแรงของลม แมไมมีลมแตถา เราวิ่งใหเร็วพอ วาวก็ลอยได แสดงวาการวิ่งทําใหอากาศไหลผานวาว ก็คือการ ชวยทําใหมลี มไหลผานวาว นั่นเอง

1.3 รมชูชีพทําจากถุง

รูปที่ 1.16 รมชูชีพใช ชะลอความเร็วในการโดดจากเครื่องบินมายังพื้น นักเรียนคงเคยเห็น รมชูชีพจริงๆกันมาบางแลว อาจจะจากในภาพยนตร หรือในโทรทัศน ตอนที่ทหารโดดรมลงจากเครื่องบินที่กําลังบินอยูสูงจากพื้น มาก ลงมายังพื้นไดอยางปลอดภัย อยางในรูปที่ 1.16 ถาไมมีรม ชูชีพ คนที่

18

บทที่ 1 สิ่งที่ลอยไดในอากาศ

กระโดดลงมาจากที่สูง เมื่อตกลงมาถึงพื้นจะมีความเร็วมาก ทําใหกระแทกพื้น แรง เปนอันตราย ดังนั้นการที่คนโดดลงมาจากเครื่องบิน จึงจําเปนอยางยิ่งที่ ตองมีรมชูชีพชวย ทําใหการโดดลงมาจากที่สูง จะเปนการลงมาอยางชาๆ เพราะรมมีแรงตานการเคลื่อนที่จากอากาศมาก ทําใหคนที่โดดรมลงมา เมื่อ ตกถึงพื้นอยางชาๆ จึงปลอดภัย ในหัวขอนี้ เรามาดูการตกลงมาอยางชาๆของ รมชูชีพเล็กๆ ที่เปนของเลน จะชวยทําใหเราไดเห็นปรากฏการณ แรงตานของ รม อันมาเนื่องจากการเคลื่อนที่ในอากาศ

รูปที่ 1.17 ใชถุงพลาสติกตัดเปนรูปสี่เหลี่ยมดานเทา ใชเชือกผูกทั้งสี่มุม ปลาย อีกดานหนึ่งไปผูกรวมกันที่น้ําหนักถวง หาถุงพลาสติกอยางบาง ที่ใชสําหรับใสของทั่วไปตามรานคา ถาได ขนาดใหญจะดีมาก ตัดเปนรูปสี่เหลี่ยมดานเทา ดูรูปที่ 1.17 ใชดายหรือเชือก เสนเล็กๆผูกทั้งสี่มุม ดูความยาวพอประมาณ นําปลายทั้งสี่เสนมาผูกรวมกัน กับ วัตถุที่ใชเปนน้ําหนักถวง ประมาณน้ําหนักตามความเหมาะสม จะเปน

บทที่ 1 สิ่งที่ลอยไดในอากาศ

19

ตุกตาหรือสิ่งอื่นใดก็ได วิธีเลนก็ทําการพับใหคลายออกไดงาย แลวโยนใหขึ้น ไปสูงๆ รมถุงกระดาษของเราจะกางออกและตก หรือเคลื่อนที่ลงมาอยางชาๆ เพราะรมทําใหเกิดแรงตาน (การเคลื่อนที่ในอากาศ) ไดมากแตยังนอยกวาแรง เนื่องจากน้ําหนักของวัตถุ จึงคอยๆตกลงมาอยางชาๆ จะเปนวาแรงตานอยูใน แนวเดียวกับการเคลื่อนที่ (หรือความเร็ว) ของวัตถุ อยางในรูปที่ 1.18

รูปที่ 1.18 รมถุงคอยๆตกลงมาอยางชาๆ ดวยแรงตานของอากาศ

20

บทที่ 1 สิ่งที่ลอยไดในอากาศ

วัตถุที่มีรูปทรง ที่ใหแรงตาน(การเคลื่อนที่)มากเมื่ออยูในอากาศ มีใหเรา เห็นอยูทั่วไป เชน ขนนก มีแรงตานอากาศมากเมื่อเคลื่อนที่ และน้ําหนักเบา ดังนั้น เมื่อเราปลอยขนนกใหตกลงบนพื้น จึงตกดวยความเร็วทีน่ อย หรือ พูด วา "คอยๆตกลงอยางชา" ดูรูปที่ 1.19 สังเกต ลูกศรแสดงน้ําหนัก ชี้ลง แรง ตานเนื่องจากอากาศแสดงดวยลูกศร ชี้ขึ้น ผลลัพธ หรือผลสุดทายออกมา คือ ตกลงมาอยางชาๆเพราะวา แรงตานจะกระทําตอวัตถุในทิศทางแนวเดียว กับความเร็วของวัตถุ แตมีทิศทางตรงกันขามเสมอ

รูปที่ 1.19 ขนนกคอยๆตกลงมาอยางชาๆ เชนเดียวกับรมชูชีพ

บทที่ 1 สิ่งที่ลอยไดในอากาศ

21

แบบฝกหัดบทที่ 1 1.1 นักเรียนลองยกตัวอยาง สิ่งที่ลอยไดในอากาศมาคนละ 1 อยาง และ บอกดวยวาลอยไดดวยแรง แบบไหน แรงลอยตัว สถิตศาสตรของไหล หรือ แรงทางอากาศพลศาสตร 1.2 แรงที่แสดงในรูป จัดอยูในแรงประเภทอะไร แรงดึง แรงกด หรือ แรงดัด

ก.)

ข.)

ค.)

1.3 แรงยก และแรงตาน จากอากาศ จะมากนอยขึ้นอยูกับอะไร จงอธิบาย ถาลมแรงวาวลอยขึ้นได แตลมออนวาวไมลอยเพราะอะไร 1.4 การที่รมชูชีพตกลงมาอยางชาๆ เพราะอะไร อธิบาย และยกตัวอยางสิ่ง ที่เราเคยเห็นวาตกลงมาอยางชาๆมีอะไรบาง

22

บทที่ 1 สิ่งที่ลอยไดในอากาศ

1.5 จงดูรูปวัตถุดานลางนี้ ถาเราปลอยใหตกลงมาจากที่สูง อันไหนตกลงมา ชาที่สุด อันไหนตกลงมาเร็วสุด เพราะอะไร

ก.)

ข.)

ค.)

1.6 เรารูมาแลววา ทั้งแรง หรือความเร็ว จะถูกเขียนแทนดวยลูกศร ลูกศร ยาวมีคามาก ถาลูกศรชี้ไปทางไหนแสดงวามีแรงหรือความเร็วไปทางนั้น รูปดานลาง เปนการแสดง น้ําหนัก แรงตาน และแรงยก เมื่อมีอากาศ ไหลผานปกเครื่องบิน ดวยวาเครื่องบิน เคลื่อนที่ไปในอากาศดวยความเร็วสูง จงบอกวา ลูกศรอันไหน คือ ความเร็วของเครื่องบิน น้ําหนัก แรงตาน และแรง ยก

บทที่ 2 เครื่องรอนพุงดวยมือ เราไดรูแลววา เมื่อมีอากาศไหลผานปกของ เครื่องบิน นก หรือเครื่อง รอนจะทําใหเกิดแรงยกเนื่องจากแรงกระทําของอากาศ ชวยพยุงใหเครื่องรอน หรือนก ลอยอยูได ดังในรูปที่ 2.1 นี้

รูปที่ 2.1 เมื่อมีกระแสอากาศ หรือลมไหลผานปกเครื่องรอนจะมีแรงยกชวย พยุงใหเครื่องรอนลอยอยูไดในอากาศ

24

บทที่ 2 เครื่องรอนพุงดวยมือ

ในบทนี้ จะเปนการทําเครื่องรอนพุงดวยมือ ตองอาศัยวัสดุอุปกรณ และ ฝมือในการทําเพิ่มขึ้นมา มากกวาของเลนในบทที่ 1 ซึ่งจะกลาวตอไป แตกอน ที่จะลงมือทํา นักเรียนควรทําความเขาใจกับ เรื่องของจุดศูนยถวง ของวัตถุ กัน กอนเพราะจะชวยใหเราเลนเครื่องรอนอยางเขาใจในธรรมชาติของเครื่องรอน

2.1 จุดศูนยถวง (Center of Gravity)

รูปที่ 2.2 ตําแหนงของจุดศูนยถวง อยูประมาณตรงกลางของวัตถุ เปน ตําแหนงที่แรงเนื่องจากน้ําหนักของวัตถุนั้น กระทําตอวัตถุนั้น วัตถุทุกชนิดมีเนื้อมวลสาร จึงมีแรงดึงดูดของโลกที่กระทําตอวัตถุ (เปน แรงดึงดูดระหวางโลกกับวัตถุ คือตางดูดซึ่งกันและกัน) แรงดึงดูดของโลกที่ กระทําตอวัตถุนี้ เรียกวา “น้ําหนักของวัตถุ” ดังนั้น ไมวาเราจะเรียกวา “แรง

บทที่ 2 เครื่องรอนพุงดวยมือ

25

กระทําเนื่องจากน้ําหนักของวัตถุ” หรือ เรียกสั้นๆวา “แรงเนื่องจาก น้ําหนักของวัตถุ” หรือ “น้ําหนักของวัตถุ” ก็มีความหมายเปนอยางเดียวกัน น้ําหนักจะมี มากหรือนอย ขึ้นอยูกับปริมาณของเนื้อมวลสาร อยางเชน โฟม หรือนุน มีความหนาแนนของเนื้อสารนอย จึงมีน้ําหนักเบากวาเหล็กที่มีความ หนาแนนของเนื้อสารมากกวาทีม่ ีขนาดเทากัน(ปริมาตรเทากัน) ตําแหนงหรือ จุดที่เปรียบไดกับวา น้าํ หนักของวัตถุ กระทําตอวัตถุ เราเรียกวา “จุดศูนยถวง” ภาษาอังกฤษคือ Center of Gravity อานวา “เซ็นเตอรออฟแกรวิตี้” มักเรียก สั้นๆวา “CG (ซีจี)” และทิศทางของแรงกระทําเนื่องจากน้ําหนักของวัตถุ จะชี้ ลงในแนวดิ่งเสมอ

รูปที่ 2.3 เมื่อใชไมบรรทัดวางลงบนนิ้วโดยที่ไมตก แสดงวาตําแหนงของจุดCG อยูตรงนิ้วพอดี ลองนําเอาไมบรรทัดมาวางลงบนนิ้วอยางในรูปที่2.3จะชวยใหเราเขา ใจ ไดวาตําแหนงของแรงเนื่องจากน้ําหนักของไมบรรทัด ที่กระทําตอไมบรรทัด นั้นอยูประมาณตรงกลางของไมบรรทัดถาเราวางไมบรรทัดโดยที่จุด CG อยูไม

26

บทที่ 2 เครื่องรอนพุงดวยมือ

ตรงกับนิ้ว ไมบรรทัดจะหลนลงไป ไมสามารถวางอยูได วัตถุอื่นก็เชนเดียวกัน มี ตําแหนง ของจุด CGอยูประมาณขางในตรงกลางของรูปทรง ลองสังเกตดู วัตถุ รูปรางอื่นรอบๆตัวเรา และลองทายดูวา ตําแหนงของจุดCG อยูประมาณ ตรงไหน

รูปที่ 2.4 แนวของแรงอยูในฐานจึงตั้งอยูได ถาอยูนอกฐานจะลม ดูในรูปที่ 2.2 และรูปที่ 2.4 แนวของแรงเนื่องจากน้ําหนักของวัตถุ จะ ตองอยูในฐานของวัตถุจึงจะตั้งอยูได ถาแนวของแรงอยูนอกฐาน วัตถุจะลม ดวยแรงกระทําเนื่องจากน้ําหนัก ดูในรูปที่ 2.5 วัตถุเปนแผนกลมหนาๆ ถาตองการวางลงบนหลักตองวาง ให ตรงกับจุด CG จึงจะวางไดโดยไมลมหรือหลนลงมา แตถามีหลัก 2 อัน ที่ เรียกวา “หลักคู” นั้นจะตองอยูในแนวของเสนตรง ที่ผานจุด CG ถาจะใหดี นักเรียนตองลองทําไปดวย จะเขาใจไดโดยงาย การยืน การวางสิ่งของไมใหลม ถาพิจารณาดูจะพบวา มีความเกี่ยวของกับ ตําแหนงของจุด CG ดวย

บทที่ 2 เครื่องรอนพุงดวยมือ

รูปที่ 2.5 วัตถุแผนกลมวางอยู บนหลักไดตองตรงกับจุด CG

27

28

บทที่ 2 เครื่องรอนพุงดวยมือ

2.2 ตําแหนงจุด CG ของเครื่องรอน

รูปที่ 2.6 เครื่องรอนก็เปรียบเหมือนวัตถุอยางหนึ่ง คือเมื่อวางบนหลักทั้งสอง ตามที่แสดงในรูป จุด CG จะอยูในแนวเสนตรงที่ลากผานหลักทั้งสอง

บทที่ 2 เครื่องรอนพุงดวยมือ

29

สําหรับเครื่องรอนที่จะทําเลนกันนั้น มีลักษณะอยางที่เห็นในรูปที่ 2.6 ตําแหนงของจุด CG มีผลตอการที่เครื่องรอน จะรอนไดดีหรือไม ถาจุด CG อยู ในตําแหนงที่เหมาะสมจะทําใหเครื่องรอนนั้นพุงไปไดดี นักเรียนจะเขาใจไดดี ยิ่งขึ้นหลังจากที่ทําเครื่องรอนเสร็จ และลองเลนดูโดยการปรับตําแหนงของจุด CG ดวยน้ําหนักที่ถวงตรงปลายจมูกเครื่องรอนนี้

รูปที่ 2.7 แบบแปลน ของเครื่องรอนพุงดวยมือ สวนของปกอาจตอใหยาว ออกไปมากกวานี้ไดประมาณเปน 2 เทาของขนาดเดิม

30

บทที่ 2 เครื่องรอนพุงดวยมือ

เริ่มตนดวยการ หาวัสดุที่ตองใชทํา ซึ่งประกอบดวย 1. ไมอัดบางตรงเรียบ(ไมงอ) หนาประมาณ 3 ม.ม. ขนาดเพียงพอดู ตามแบบ หรือวัสดุชนิดอื่นทีมีน้ําหนักเบา และแข็งแรงพอ 2. กระดาษแข็ง A4 หรืออาจใชโฟมรวมดวยอยางบางประมาณ 3 ม.ม.

3. อุปกรณ ตัดกระดาษ ไม เชน เลื่อยฉลุ กรรไก คัตเตอร กาวติดไม กระดาษ หรือโฟม และ กระดาษทรายละเอียด อุปกรณอื่นที่จําเปน

2.3 ทําความรูจักกับชือ่ แตละสวนของเครื่องรอน ดูตามในรูปที่ 2.7, 2.8 และ 2.15 ควรจําชื่อแตละสวนของเครื่องรอน เรียกวาอะไรชื่อเหลานี้เปนมาตรฐาน ที่นาํ ไปใชกับเครื่องบินจริงๆก็เชนเดียว กัน ถานักเรียนมีโอกาสไดไปดูเครื่องบินจริงใกลๆลองสังเกตดูการเรียกเปน ภาษา อังกฤษไดดวยจะดีมาก เนื่องจากวาโดยทั่วไป คนมักเรียกทับศัพท ดังนี้ 1. ลําตัว (Fuselage อานวา ฟวลาจ) 2. ปก (Wing อานวา วิง) 3. แพนหางระดับ (Horizontal Stabilizer อานวา ฮอริซอนทอล สะแตบิไลเซอร) 4. แพนหางดิ่ง (Vertical Stabilizer อานวา เวอรติคอล สะแตบิไลเซอร) 5. จมูกเครื่องบิน (Nose อานวา โนส) 6. ไอเลรอน (Aileron เรียกทับศัพท) อาจใชคําวา ปกเล็กแกเอียง 7. อิลิเวเตอร (Elevator เรียกทับศัพท) 8. รัดเดอร (Rudder เรียกทับศัพท) อาจใชคําวา หางเสือ

บทที่ 2 เครื่องรอนพุงดวยมือ

31

รูปที่ 2.8 เมื่อไดแตละสวนแลว นํามาประกอบเขาดวยกัน โดยใชกาว ลาเท็ก หรือ พิจารณาตามความเหมาะสม จะเห็นวามีสวนเสริมความแข็งแรงดวย ทั้งนี้เครื่องรอน ที่ไดนําแบบมาแสดงไวนี้ เปนเพียงแนวทางในการทํา กิจกรรม เครื่องรอน สําหรับนักเรียนระดับชั้นประถม คุณครูผูสอน หรือควบคุม สามารถพิจารณานําเครื่องรอนแบบอื่นที่เห็นวาเหมาะสม มาใชเพื่อใหนักเรียน ทํากิจกรรมได ซึ่งหลักการหรือแนวทางการอธิบาย จะเปนอยางเดียวกัน คือทํา ใหนักเรียนเขาใจหลักการพื้นฐาน ของอากาศยานสําหรับเด็ก ในระดับประถม

32

บทที่ 2 เครื่องรอนพุงดวยมือ

สิ่งสําคัญไมใชเฉพาะตองการใหนักเรียนเขาใจในบทเรียนเทานั้น แตเปนการ ฝกใหนักเรียน มีความอดทน ตัง้ ใจ ทํางานอยางรอบคอบ ประณีตเรียบรอย และนักเรียนจะเห็นผลของ ความตั้งใจทํางาน

2.4 การปรับแตงเครื่องรอน

รูปที่ 2.9 ปรับแตงเครื่องรอนของเรา ใหฉากและตรง

บทที่ 2 เครื่องรอนพุงดวยมือ

33

เมื่อนักเรียนประกอบเครื่องรอนเรียบรอยแลว กอนที่จะลองไปบิน(รอน) เปนครั้งแรก ใหนักเรียนตรวจดูวา สภาพของเครื่องรอนของเรานั้นพรอมที่จะ รอนหรือไม หลักๆคือดูใหฉาก และตรง อยางในรูปที่ 2.9 การที่มีสวนใดสวน หนึ่งบิด งอ หรือโคง จะสงผลใหการบินไมดีอยางที่ตองการ เชน การบินเงย ทํา ใหไตขึ้นมากเกินไปความเร็วเครื่องบินลดลง เปนเหตุให แรงยกไมพอจึงทําให เครื่องรอนตกลงมา สภาวะนี้เรียกวา สะตอล (Stall)

รูปที่ 2.10 หลักคู ใชสําหรับหาตําแหนงของจุด CG เพื่อชวยในการปรับให เครื่องรอน รอนไดดีขึ้น เริ่มตนดวยการการปรับตําแหนงจุด CG โดยการใชน้ําหนักถวงที่จมูก เครื่องรอน อาจจะเปนดินน้ํามันหรือตะปู ฯ เพื่อใหไดตําแหนงที่เหมาะสม ควร

34

บทที่ 2 เครื่องรอนพุงดวยมือ

ใชหลักคูชวย อยางในรูปที่ 2.10 เพื่อหาแนวของจุด CG แลวลองไปรอนดูวา เมื่อเยื้องไปขางหนามากเปนอยางไร และเยื้องไปขางหลังมากเปนอยางไร การ ทดลองบินเปนวิธีที่จะไดคําตอบวา CG ควรอยูตําแหนงไหนโดยประมาณ จึง จะเหมาะสมที่สุด วิธวี ดั ดูตามรูปที่ 2.10 คือ แนวที่อยูของจุด CG อยูหางจาก ชายหนาของปกเขาไปเทาไร ควรจะจําหรือจดไวก็ได โดยทั่วไป ตําแหนงที่เหมาะสมของจุด CG ควรอยูที่ ระยะ 1 ใน 4 ของ ความกวางปกโดยประมาณ เมื่อวัดจากชายหนาของปก เมื่อเราไปทดลองรอน ดู และเครื่องรอนยังบินกมไป หรือเงยไป ควรไปปรับแตงที่แพนหางระดับ เพื่อ เปนการสรางสมดุล ทีเ่ หมาะสม อันที่จริงเครื่องรอนของเราไมมีสวนที่เรียกวา ไอเลรอน อิลิเวเตอร และ รัดเดอร อยางชัดเจน เพียงแตเราใชวิธี ดัดสวนของปกหรือหางใหขึ้นหรือลง ไป ซายหรือขวา เพราะวัสดุที่นํามาใชนั้นมีความออนพอที่จะดัดไดโดยไมเสียหาย และการดัดนั้นจะทําแตเพียงเล็กนอยเทานั้น การปรับแพนหางระดับ เมื่อพุงใหรอนไป เครื่องรอนพยายามเงยขึ้น หรือ พยายามกมลง โดยการดัดแพนหางระดับ ตองทดลองทําไปดวย ในเครื่องบิน จริงตรงปลายแพนหางระดับจะมี แผนบังคับเรียกวา “อิลิเวเตอร (Elevator)” ชวยควบคุมการ กม-เงย ของเครื่องบิน ดูรูปที่ 2.11 การดัดแพนหางระดับตรง สวนปลายควรดัดใหเทาๆกันทั้งแนว และเราจะเห็นวามีผลใหเครื่องบินกม-เงย สวนปกของเครื่องรอนถาบิด จะสงผลอยางไรเมื่อเราพุงออกไป เครื่อง รอนพยายาม เอียงซาย หรือ เอียงขวา นักเรียนตองสังเกตดู วาถาปกเครื่อง รอนบิดทางนี้ เครื่องรอนเอียงทางไหน ดูตามรูปที่ 2.12 สําหรับในเครื่องบินจริง จะมีสวนทีต่ ิดอยูบริเวณปลายปกอยางในรูป 2.15 ใชควบคุมการเอียงคือสวนที่ เรียกวา “ไอเลรอน (Aileron)”

บทที่ 2 เครื่องรอนพุงดวยมือ

35

รูปที่ 2.11 การปรับเครื่องรอนที่แพนหางระดับ ดวยการดัดขึ้น หรือดัดลง การปรับแพนหางดิ่ง ดูในรูปที่ 2.13 ดวยการดัดเชนเคย ถาแพนหางดิ่ง ไมตรงจะสงผลใหเครื่องรอน หัน (เลี้ยว) ซายหรือขวา เมื่อทดลองดัดไปทาง ซายหรือขวา และทดลองรอนดูจะรูวา การดัดไปทางไหน จึงสงผลใหเครื่องรอน หันไปทางไหน

36

บทที่ 2 เครื่องรอนพุงดวยมือ

รูปที่ 2.12 ปรับใหปกเครื่องบินตรง ถาปกบิดจะทําใหเครื่องบินเอียง ซาย-ขวา

รูปที่ 2.13 ปรับเครื่องรอนที่แพนหางดิ่ง ดวยการดัดไปทางซาย หรือขวา

บทที่ 2 เครื่องรอนพุงดวยมือ

37

รูปที่ 2.14 การรอนที่เราตองการคือ ไปในแนวเสนตรง และคอยๆลดระดับลง ลักษณะการรอนที่ควรจะเปนคือ ควรบินเปนแนวเสนตรง และคอยๆลด ระดับลง ดังในรูปที่ 2.14 จะชวยทําใหเครื่องรอนของเราไปไดไกลกวา และจะ อยูในอากาศไดนานกวา ถาเริ่มตนที่ความสูงเดียวกัน ดังนั้น เราตองทดลอง รอนดูและปรับไปเรื่อยๆ พยายามสังเกตดูวาสาเหตุของการรอนไมตรงนั้นมา จากอะไร ปรับแตละสวนจนคิดวานาจะอยูในเกณฑที่พอใจ การที่จะใหตรงเปะ นั้นเปนไปไดยาก เพราะเครื่องรอนพุงดวยมือไมสามารถปรับทิศทางไดในขณะ กําลังบิน อยางเครื่องบินเล็กที่ใชวิทยุบังคับ ควบคุมทิศทาง การแขงขันสวน ใหญจะตั้งเปาหมาย ใหเครื่องรอนไปไดไกลสุด หรือ อยูในอากาศไดนานสุด สวนการอยูในอากาศใหนานสุดนั้น อาจไมจําเปนที่จะตองบิน ใหตรงก็ได

38

บทที่ 2 เครื่องรอนพุงดวยมือ

รูปที่ 2.15 แสดงใหเห็น สวนควบคุมทิศทางของเครื่องบินจริง เทียบกับ เครื่อง รอนของเรา เราจะไดรับคําตอบจากการทดลองรอน เครื่องรอน ที่เราทําหรือประกอบ ขึ้นมา และนี่คือหนทางที่จะชวยใหเราเขาใจ ธรรมชาติของเครื่องรอน ไดมาก ขึ้น การที่เราไดเขาใจสิ่งตางๆ ในธรรมชาติตามสภาพความเปนจริง ถือไดวา เปนความรู (ที่มีคา) การอานหรือการไดรับรูจากการบอกเลา ในบางเรื่องอาจ จะยังไมพอ เราตองเรียนรูจากความเปนจริง เชน การทําเครื่องรอน และทดลอง นํามาพุงเลน อยางมีการพิจารณาหาเหตุผล วาทําไม ไมวาจะเปนเครื่องรอนที่เราทํากันขึ้นมาหรือเครื่องบินจริงๆ แมกระทั่ง นก การควบคุมใหกม-เงย เอียงซาย-ขวา และหัน(เลี้ยว)ซาย-ขวา มีการควบคุม ในลักษณะอยางเดียวกัน เชน นกเมื่อตองการเอียงซาย-ขวา ใชบิดปกในทิศ ทางตรงขามกัน คือปกซายบิดทางหนึ่ง ปกขวาบิดไปอีกทาง แตสาํ หรับ เครื่องบินจริงเมื่อตองการเอียง ดวยวาปกแข็งติดกับลําตัว บิดไมไดจึงใชสวนที่

บทที่ 2 เครื่องรอนพุงดวยมือ

39

เรียกทับศัพท ภาษาอังกฤษวา ไอเลรอน ดูในรูปที่ 2.15 สวนในรูปที่เขียนวา แฟลบ นั้นเปนแผนบังคับควบคุม ที่ชวยในขณะเครื่องบินกําลังบินขึ้นและลง บนทางวิ่งไดดีขึ้น สวนเครื่องบินเล็กเนื่องจากเปนเพียงของเลน ไมจําเปนตอง ใชแฟลบ

รูปที่ 2.16 เมื่ออากาศไหลผานปกทําใหเกิดแรงยกกับปกเครื่องรอนทั้งสองขาง ยอนกลับมาที่เครื่องรอน เมื่อเราพุงเครื่องรอนออกไป เปนเหตุใหอากาศ ไหลผานปกสงผลใหเกิดแรงจากอากาศ พยุงใหเครื่องรอนลอยอยูได เรียกวา

40

บทที่ 2 เครื่องรอนพุงดวยมือ

แรงยก มีทิศทางขึ้น ดูตามในรูปที่ 2.16 อยางที่กลาวไปแลวเครื่องบินจริง หรือ นก ที่ลอยอยูในอากาศไดก็ดวยแรงยกลักษณะนี้

2.5 การควบคุมทิศทางของเครื่องรอน การบินของเครื่องบินหรือแมแตเครื่องรอนที่เราทําขึ้นมานั้น เราตองการ ควบคุมใหบินในทิศทางอยางที่ตองการ ซึ่งตอนนี้เราคงรูแลววา จะควบคุมดวย อะไร อยางไร การควบคุมทิศทางนั้น เปรียบไดกับวาเครื่องบิน หมุนรอบแกน หลักอยู 3 แกน ดังในรูปที่ 2.17 และ รูปที่ 2.18 คือ 1) แนวแกนลําตัว (Longitudinal อานวา ลองจิจูดินอล) 2) แนวแกนตั้ง (Vertical อานวา เวอรติคอล) และ 3) แนวแกนขวางลําตัว (Lateral อานวา แลเทอรอล) ซึ่งทั้งสามแกนนี้ตัดกันที่จุด CG ของเครื่องบิน

รูปที่ 2.17 การหมุนรอบแกนหลักสามแกน ที่ตัดกันที่จุด CGดังในรูป

บทที่ 2 เครื่องรอนพุงดวยมือ

41

การหัน การหมุน หรือการเอียงของเครื่องรอน นั้นสามารถอธิบายได ดวยการใชอุปกรณสาธิต การหมุนของเครื่องบินรอบสามแกนหลัก ซึ่งจะพูดถึง รายละเอียด ในหนังสือสนุกกับอากาศยาน เลมตอไป คือเลม 2 และ เลม 3

รูปที่ 2.18 อุปกรณสาธิต การหมุนของเครื่องบินรอบแกนหลักสามแกน เครื่องรอน ที่กําลังบินไปดวยความเร็วคาหนึ่ง เรียกวาไปไดดวยแรงเฉื่อย และความเร็วจะคอยๆลดลงเนื่องจากแรงตานของอากาศ ในขณะที่กําลังบิน ดวยความเร็วคาหนึ่งอยูนั้น จะมีแรงกระทําตอเครื่องรอนอยู 3 แรง หลักๆ คือ 1. แรงยก เปนผลมากจากอากาศที่ไหลผานปก ชวยพยุงใหเครื่องบิน ลอยอยูไดในอากาศ มีทิศทางขึ้น (ตั้งฉากกับความเร็ว) 2. แรงตาน เปนแรงที่พยายามตานการเคลื่อนที่ของเครื่องบินเนื่องมา จากอากาศ มีทิศทางไปขางหลัง (อยูในแนวเดียวกับความเร็ว) 3. น้ําหนักของเครื่องบิน มีทิศทางลง (อยูในแนวดิ่งเสมอ)

42

บทที่ 2 เครื่องรอนพุงดวยมือ

รูปที่ 2.19 เครื่องรอนของเราในขณะกําลังรอนไปขางหนา มีแรงกระทําดังในรูป วัตถุทุกชนิด ไมวาจะเปนเครื่องบิน เครื่องรอน หรือรถยนต เมื่อเคลื่อนที่ ในอากาศยอมเกิดแรงตานเนื่องจากอากาศขึ้น พูดเต็มๆไดวา แรงตานที่กระทํา ตอรถเนื่องจากอากาศดังในรูปที่ 2.20 รถกําลังวิ่งดวยความเร็ว แรงตานกระทํา ตอรถยนตมีทิศทางไปขางหลัง ยิ่งวิ่งเร็วมากก็ยิ่งมีแรงตานมากตาม

รูปที่ 2.20 แรงตานที่กระทําตอรถยนต เนื่องจากอากาศ

บทที่ 2 เครื่องรอนพุงดวยมือ

43

แบบฝกหัดบทที่ 2 2.1 จุดศูนยถวง (CG) ของไมบรรทัดอยูตรงไหน และจะวางไมบรรทัดลงบน นิ้วชี้ อยางไรใหไมบรรทัดไมตก 2.2 การที่เราผลักกลองสี่เหลี่ยมใหเอียง และลมลงแสดงวา แนวแรงที่กระทํา เนื่องจาก น้ําหนัก เปนอยางไร 2.3 การถวงน้ําหนักที่จมูกของเครื่องรอน เพื่ออะไร 2.4 เราใชเครื่องมือที่เรียกวาอะไร เพื่อหาตําแหนงจุด CG ของเครื่องรอน และเมื่อไดทดลองพุงเครื่องรอนเลนแลว จุดCG ควรอยูที่ระยะเทาไร จึง จะเหมาะสมเมื่อวัดจากขอบ ชายหนาของปกเครื่องรอน 2.5 จากการทดลองพุงเครื่องรอน ตองปรับสวนไหนเพื่อแกอาการตอไปนี้ ก.) เครื่องรอน กมหรือเงยมากไป ข.) เครื่องรอน เอียง ซาย-ขวา ค.) เครื่องรอน หัน(เลี้ยว) ซาย-ขวา 2.6 ทิศทางของแรงตานอยูในแนวเดียวกับอะไร เครื่องรอน อยูในแนวไหน

และทิศทางของน้ําหนัก

2.7 รถและเรือที่กําลังแลนอยู มีแรงตานหรือไมและแรงตานมีทิศทางอยางไร

44

บทที่ 2 เครื่องรอนพุงดวยมือ

2.8 ตามในรูปดานลาง ลูกศรที่กํากับดวย ตัวอักษร คืออะไร ก.) ความเร็วของเครื่องรอน ข.) …………………………………… ค.) …………………………………… ง.) ……………………………………

2.9 ถาตําแหนงของจุด CG ก.) อยูเยื้องไปขางหนามาก การรอนของเครื่องรอนเปนอยางไร ข.) อยูเยื้องไปขางหลังมาก การรอนของเครื่องรอนเปนอยางไร 2.10 ถาเราตองการใหเครื่องรอนหมุนรอบแนวแกนลําตัว ตองปรับ (ดัด) อะไร 2.11 ถาเราตองการใหเครื่องรอนหมุนรอบแนวแกนตั้ง ตองปรับ (ดัด) อะไร 2.12 ถาเราตองการใหเครื่องรอนหมุนรอบแนวแกนขวางลําตัว ตองปรับ (ดัด) อะไร

บทที่ 3 ใบพัดปน การไดทดลองเลนเครื่องรอนพุงดวยมือในบทที่ 2 ทําใหเราไดเห็นและ รู แลววา มีแรงยกเกิดขึ้นกับปกของเครื่องรอน จึงทําใหลอยอยูได ชั่วระยะเวลา หนึ่ง เมื่อเครื่องรอนชาลง (ดวยแรงตานของอากาศ) แรงยกก็ลดลงดวย

รูปที่ 3.1 เฮลิคอปเตอรขนาดเล็ก ชนิดโดยสารไดเพียงคนเดียว

46

บทที่ 3 ใบพัดปน

เครื่องรอนตองบินไปขางหนาดวยความเร็วคาหนึ่ง ถาอยูนิ่งๆ หรือมี ความเร็วนอยไปก็ลอยไมได จึงไดมีการคิดสรางอากาศยานที่แมอยูนิ่งๆก็ลอย ได ขึ้นลงในแนวดิ่งได แตอยางไรก็ตามการทําใหเกิดแรงยกตองทําใหมีอากาศ ไหลผานปก หรือแพนอากาศ (แพนอากาศก็คือสิ่งที่นํามาทําเปนปกเครื่องบิน นั่นเอง มีหลายลักษณะสวนมากเปนแผนแบนบางๆ) จึงตองทําใหปกหรือแพน อากาศหมุนดวย ความเร็วที่มากพอ จึงจะเกิดแรงยกที่มากพอทําใหเครื่องบิน หรืออากาศยานลอยขึ้นได อากาศยานชนิดนี้เปนที่รูจักกันดี คือ เฮลิคอปเตอร ดังใน รูปที่ 3.1 นักเรียนคงเคยเห็นกันมาแลว ใบพัดปนทีจ่ ะทําเลนในบทนี้ ก็มลี ักษณะเชนเดียวกันกับ เฮลิคอปเตอร ที่ลอยขึ้นในแนวดิ่งดวยแรงยกของใบพัดที่กําลังหมุน ติดตั้งอยูดานบน เรียกวา “โรเตอร” (Rotor เปนการเรียกทับศัพท) หรือ ปกหมุน ในภาษาไทย ดังนั้น เครื่องบิน หรือเครื่องรอนที่เราทําเลนกันมาแลว บางครัง้ จึงเรียกวา อากาศยาน แบบ ปกตรึง (ภาษา อังกฤษคือ Fixed-wing แปลวา ปกติดอยูนิ่ง)

รูปที่ 3.2 เมื่อมีกระแสอากาศ หรือลมไหลผานกลีบใบพัดปน จะมีแรงยกชวย พยุงใหลอยอยูไดในอากาศ

บทที่ 3 ใบพัดปน

47

ใบพัดปน ของเลนสําหรับเด็กๆ ที่ปนใหหมุนแลวลอยได ดวยกลีบใบของ ใบพัดปน เปรียบไดกับปกของเครื่องรอน ถาทําใหอากาศไหลผานจะมีแรงยก เกิดขึ้น ดังในรูปที่ 3.2 การหมุนใบพัดปนคือการทําใหมอี ากาศไหลผานกลีบใบ ดังนั้นจึงมีแรงยกเกิดขึ้นทําใหลอยขึ้นไปได ยิ่งหมุนเร็ว ความเร็วของอากาศ ไหลผานกลีบใบมีมาก แรงยกก็ยิ่งมีมากตาม จึงลอยขึ้นไดเร็วกวา และสูงกวา

รูปที่ 3.3 การประกอบเขาดวยกัน ของชิ้นสวนใบพัดปน เนื่องจากวา ใบพัดปน เปนของเลนสําหรับเด็กๆ ที่นิยมกันมานานแลว จึงมีขายอยูทั่วไป ในกิจกรรมนี้จึงขึ้นอยูกับ การตัดสินใจของคุณครูผูควบคุม

48

บทที่ 3 ใบพัดปน

จะเลือกใหนักเรียน ใชใบพัดปนสําเร็จรูป ที่มีขายหรือแถมมากับขนมอยูทั่วไป ก็สามารถนํามาเลน เพื่อใหนักเรียนไดสนุกกับการแขงขัน แตถานักเรียก ตองการที่จะทําขึ้นมาเลนเองได ดวยความชวยเหลือของคุณครู ในการสราง ชิ้นสวนบางสวนเพื่อนํามาประกอบดังในรูปที่ 3.3 วัสดุที่นํามาใช นาจะเปน โฟมบาง หรือกระดาษแข็ง และไมบัลซา หรือไมชนิดอื่นเทาที่จะหาได กระบวนการในการสรางชิ้นสวน ถือไดวาเปนการพัฒนาความคิด และ การประยุกต ใชสิ่งที่มีอยูเพื่อนํามาใช นั่นคือ เราตองทดลอง ตองคิด ตอง สํารวจ และเมื่อทําสําเร็จ ยอมเปนความภูมใิ จ ในความพยายาม ถือไดวาเปน ประสบการอยางหนึ่งที่ชวยขยายความคิด ไมเพียงแตเปนการทํากิจกรรม ของ ใบพัดปนแตเพียงอยางเดียว แตยังเปนการฝกนิสัยของความอดทน ขยัน ขันแข็ง และตองมีความคิดริเริ่มสรางสรรค ความสําเร็จในการทําขึ้นมาจากการ ประยุกตหรือดัดแปลงขึ้นมาเองนี้ ควรไดรับการชมเชย เพราะตองอาศัยความ ขยัน ทุมเทดวยใจรัก สําหรับทําใบพัดปนใหนักเรียน นําเอาชิ้นสวนที่ไดมา ประกอบเขาดวย กัน ตามคําแนะนําของคุณครู ดังในรูปที่ 3.3 ไมจําเปนที่ตองเหมือนกับในรูป เพราะในรูปเปนเพียงแนวทางในการทําเทานั้น เปาหมายคือ เมื่อทําเสร็จแลว หมุนหรือปนใหหมุน แลวลอยขึ้นไปได สวนการจัดแขง นาจะพิจารณาที่ความสูงของใบพัดปน นักเรียนแตละ คน ที่ลอยขึ้นไปได แตถามี ขั้นตอนใหเด็กนักเรียน ตองทําขึ้นเองหรือประกอบ บางสวน ควรนําเอาผลงานจากกระบวนการนี้ มาพิจารณาใหคะแนนในการ ตัดสินดวย เชน มีการนําเอาความคิดใหมมาใชอยางไดผล ทั้งนี้ขึ้นอยูกับ คุณครูผูควบคุม สามารถที่จะกําหนดเงื่อนไขอื่นๆขึ้นมาไดอีก ตามความ เหมาะสม

บทที่ 3 ใบพัดปน

49

รูปที่ 3.4 เมื่อหมุนใบพัดปน ทําใหอากาศไหลผานกลีบใบทําใหเกิดแรงยกพยุง ใหลอยขึ้นได

50

บทที่ 3 ใบพัดปน

ดูในรูปที่ 3.4 จะเห็นวาแรงยกรวม อยูตรงกึ่งกลางมีทิศทางอยูในแนว เดียวกับแกนหมุน นั่นคือเราสามารถควบคุมทิศทางในการปลอยใบพัดปนของ เราได คือ จะใหลอยขึ้นไปในแนวดิ่งหรือ ลอยไปขางหนา โดยการหันตัวเราไป ในทิศทางที่ตองการ หรือปรับแนวแกนหมุน แตถาเราลองปลอยใหใบพัดปน ของเรา ตกลงมาจะเห็นวาใบพัดปน จะหมุนเนื่องจากมีอากาศไหลผาน เหมือน กับวา เปนกังหันลม คือเมื่อมีลมไหลผานจะหมุนดวยแรงลม

รูปที่ 3.4 ชื่อแตละสวนของ เฮลิคอปเตอร ดวยวาใบพัดปน มีการลอยในลักษณะเดียวกับเฮลิคอปเตอร คือลอยได ดวยแรงยกของใบพัดที่กําลังหมุน เฮลิคอปเตอร ก็เชนเดียวกัน เปนอากาศยาน ชนิดหนึ่งที่ลอยอยูนิ่งในอากาศได ในธรรมชาติก็มีใหเห็น เชน แมลงที่ลอยนิ่ง อยูในอากาศได แตตอ งกระพือปก เพื่อใหเกิดแรงยก นักเรียนควรไดทําความ รูจักกับชื่อแตละสวนของเฮลิคอปเตอร ดังในรูปที่ 3.5 โรเตอรหางมีหนาทีใน การควบคุมการหันซาย-ขวา ซึ่งเปรียบไดกับ รัดเดอร ของเครื่องบินที่ใชควบคุม การหันซาย-ขวา ของเครื่องบิน

บทที่ 3 ใบพัดปน

51

รูปที่ 3.5 เฮลิคอปเตอรในขณะกําลังลอยตัวนิ่ง เรียกวา โฮฟเวอร (Hover) เครื่องบินเฮลิคอปเตอร มีประโยชนมาก สามารถลอยตัวนิ่งๆอยูใน อากาศได เรียกวา “โฮฟเวอร” จึงทําภารกิจไดหลายอยาง บินขึ้นและลงไดใน แนวดิ่ง ไมจําเปน ตองใชทางวิ่งขึ้นเหมือนอยางเครื่องบินปกตรึง จึงเปน ประโยชนในการทําภารกิจบางอยางที่เครื่องบินปกติทําไมได เชน การ ชวยเหลือประชาชน ซึ่งอยู ในที่ซึ่งไมมีทางวิง่ ขึ้น-ลง สําหรับเครื่องบินปกติ แต การบินเดินทางนั้นไปไดชากวาเครื่องบินปกตรึง และประหยัดน้ํามันนอยกวา ถาตองการบินเดินทางไปไกลๆ และมีทางวิ่งขึ้นลง ที่เรียกวา รันเวย เครื่องบิน ปกตรึงจะเหมาะกวา

52

บทที่ 3 ใบพัดปน

แบบฝกหัดบทที่ 3 3.1 เครื่องบินปกหมุน มีขอดีอยางไร เมื่อเทียบกับเครื่องบินปกตรึง 3.2 สวนของ เฮลิคอปเตอร ที่ใชทําหนาที่ อยางเดียวกับ รัดเดอร ของ เครื่องบินปกตรึง คืออะไร 3.3 ถาตองการเดินทางไกลๆ ไปใหเร็วและประหยัดน้ํามัน ควรใชเครื่องบิน แบบไหน ปกหมุน หรือปกตรึง 3.4 ถาเราปลอยใหใบพัดปน ตกลงมาในแนวดิ่ง ตัวใบพัดปน จะเปนอยางไร

ผนวก วิธีการเขียนแบบ ดุมใบพัดปน เขียนรูปดุมใบพัดดังในรูป ใชวงเวียน ไมบรรทัด ดินสอ ฯ ลงบนกระดาษ แลวนําไปแปะลงบนไม หนาประมาณ 5 mm. สิ่งสําคัญคือรูที่เจาะสําหรับ เสียบแกนหมุน ตองอยูในแนวตั้งฉาก ไมแกนมือหมุน ใชไมไผกลม (สําหรับ เสียบลูกชิ้น หรืออาหาร) อยางไรก็ตามการสราง ตองมีทักษะทางชางดวย

รูป ผนวก 1 การเขียนและทําดุมใบพัดปน

54

ผนวก

อุปกรณที่ใชประกอบการสอน ถายจากของจริง

หลักคูใชหาตําแหนงจุด CG ของเครื่องรอนพุงดวยมือ

อุปกรณสาธิตการหมุนของเครื่องบิน รอบแกนหลัก 3 แกน

ผนวก

เครื่องรอนเมื่อวางบน หลักคูถายจากดานบน

อุปกรณชวยในการสอน ทั้งสามอยาง

55

56

ผนวก

ตัวอยาง แนวทางในการเขียนแบบประกอบเครื่องรอนพุงดวยมือ สําหรับนักเรียน

ผนวก

57

ในกรณีที่ตองการใหเด็กนักเรียนที่เขาแขงขันสง แบบ(Drawing) ของ เครื่องบินที่สราง ตามแบบแนวทางการเขียนที่ใหไว นั้นใชเปนแนวทางเทานั้น ทั้งนี้ขึ้นอยูกับคณะกรรมการ ที่ควรกําหนดเปนมาตรฐานเดียวกัน ขึ้นอยูกับ หลายปจจัย เชน พื้นฐานความรูข องเด็กนักเรียน ในเรื่องการเขียนแบบ ความ พรอมของอุปกรณ ตางๆ และการใหขอมูลคุณสมบัติของ เครื่องรอน ไม จําเปนตองใหมาครบตามในตัวอยางก็ได

ดูรูปดานบน พื้นที่ปกหมายถึง พื้นที่ฉาย (Projected Area) เปรียบไดกับปก หรือ เครื่องรอนของเรา อยูกลางแดด ในเวลาเที่ยงวัน เงาของปกที่ปรากฏบนพื้นปูน เรียบ ดังนั้นพื้นที่ฉาย จึงเทากับ ความยาวกางปก คูณดวย ความกวางของปก

58

บรรณานุกรม ปราโมทย์ แตงหอม อากาศยานและอากาศพลศาสตร์ พนื ้ ฐาน