ปีกเครื่องบินที่ปลายงอขึ้น มีไว้ทำอะไร?

* รูปภาพใช้เพื่อประกอบเนื้อหาเท่านั้น อาจไม่ใช่ภาพเหตุการณ์จริงหรือภาพจริงจากเรื่องในบทความ

มองออกไปนอกหน้าต่างเครื่องบินแล้วเห็นปลายปีกยกขึ้นเป็นครีบเล็ก ๆ ส่วนนี้เรียกว่า winglet หน้าที่หลักคือ ช่วยลดแรงต้านจากวังวนปลายปีก ที่เกิดขณะปีกสร้างแรงยก จึงช่วยให้เครื่องบินใช้เชื้อเพลิงได้มีประสิทธิภาพขึ้น ผลที่ได้ขึ้นกับการออกแบบปีกและรูปแบบการบินของแต่ละลำ

ปีกสร้างแรงยกโดยความดันอากาศใต้ปีกสูงกว่าด้านบน ความต่างนี้ทำให้อากาศไหลอ้อมปลายปีกและม้วนเป็นกระแสหมุนที่ลากตามหลังเครื่องบิน เรียกว่า wingtip vortex หรือวังวนปลายปีก กระแสหมุนเหล่านี้เพิ่มแรงต้านอีกส่วนหนึ่งที่เรียกว่าแรงต้านเหนี่ยวนำ ซึ่งเกิดควบคู่กับการสร้างแรงยก

winglet เป็นพื้นผิวคล้ายปีกขนาดเล็กที่ตั้งขึ้นตรงปลายปีก และออกแบบให้ทำงานร่วมกับการไหลวนบริเวณนั้น NASA อธิบายว่ามันช่วยลดความแรงของวังวน จึงลดพลังงานที่สูญเสียไปกับการหมุนของอากาศ winglet ไม่ได้ทำให้วังวนหายไป แต่ช่วยลดแรงต้านที่เกี่ยวข้องกับการไหลบริเวณปลายปีก

ตัวเลขจากการทดสอบต้องอ่านคู่กับชนิดเครื่องบินและขอบเขตของงาน NASA Armstrong รายงานโครงการทดสอบ KC-135 Stratotanker ซึ่งดัดแปลงจากเครื่องบินโดยสาร Boeing 707 และเริ่มบินทดสอบเที่ยวแรกวันที่ 24 กรกฎาคม 1979 ตลอดโครงการมีเที่ยวบินทดสอบ 48 เที่ยว NASA ระบุว่า winglet เพิ่มประสิทธิภาพการใช้เชื้อเพลิงได้ 6–7% ในการทดสอบชุดนั้น

ตัวเลขนี้เป็นผลของเครื่องทดสอบและเงื่อนไขการบินชุดนั้น จึงใช้เป็นค่าประหยัดสำหรับเครื่องบินทุกแบบไม่ได้

NASA Glenn ระบุว่าต้องออกแบบ winglet ให้เข้ากับปีกทั้งชุด และยกผลทดสอบในอุโมงค์ลมความเร็วต่ำกับแบบจำลอง Cessna 172 สเกล 1:72 ผลทดลองพบว่า winglet บางรูปแบบแทบไม่เปลี่ยนแรงต้าน ขณะที่บางแบบกลับเพิ่มแรงต้านจากพื้นที่ผิวที่มากขึ้น

ผลนี้เป็นของแบบจำลอง ไม่ใช่การทดสอบเครื่องบินโดยสารจริง จึงเห็นได้ว่ารูปทรงและตำแหน่งของครีบต้องเหมาะกับปีกแต่ละแบบ

ขอบคุณภาพประกอบจาก https://graphic.in.th