เครื่องบินที่ลอย ๆ ล่อง ๆ อยู่บนฟ้า เชื่อว่าทุกคนต้องเคยเห็นกันมาบ้าง หรือถ้าใครที่มีบ้านหรือใช้ชีวิตใกล้สนามบิน ต้องเคยได้ยินเสียงเครื่องบินดัง ๆ กันอย่างแน่นอน อย่างผู้เขียนเองมีพักใกล้กับกองบินของทหารอากาศ เวลา F-16 ขึ้นบิน นอกจากเสียงจะดังมาก ๆ แล้ว หลังคาบ้านถึงกับสั่นเลยทีเดียว เลยเป็นที่มาของเรื่องที่จะเล่าวันนี้ เคยสงสัยกันบ้างรึเปล่า “เครื่องบิน บินสูงแค่ไหนกัน”

ภาพที่ 1 Electric Airplane
ที่มา https://www.technologyreview.com/the-download/609058/this-12-seater-electric-airplane-could-fly-you-on-short-trips-one-day/

ภาพที่ 2 Air Force One
ที่มา http://www.thefiscaltimes.com/2018/02/16/Air-Force-One-Isn-t-Getting-Any-Cheaper

ภาพที่ 3 เครื่องบินขนส่งทางด้านการทหาร C-150
ที่มา https://en.wikipedia.org/wiki/Lockheed_C-130_Hercules

ภาพที่ 4 เครื่องบินส่วนตัวขนาดเล็ก Honda Jet
ที่มา https://motor-fan.jp/article/10004439

          ก่อนที่จะเล่าถึงความสูงของการบินของเครื่องบิน เราต้องมาจำแนกประเภทของเครื่องบินกันก่อน เพราะว่าเครื่องบินแต่ละประเภทนั้น ใช้ระดับทำการบินไม่เท่ากัน โดยเครื่องบินนั้นในปัจจุบัน มีมากมายหลายประเภทมากไม่ว่าจะเป็น เครื่องบินส่วนตัวขนาดเล็ก เครื่องบินส่วนตัวขนาดใหญ่อย่าง Air Force One เครื่องบินขนส่งสินค้าทางด้านพาณิชย์ เครื่องบินขนส่งทางด้านการทหาร นอกจากนี้ในปัจจุบันนั้นยังมีอากาศยานไร้คนขับ หรือที่เรียกกันในสายวิศวกรว่า UAV (Unmanned Aerial Vehicle) แต่ในวันนี้ขอเสนอข้อมูลเกี่ยวกับเครื่องบินที่มีการใช้งานอย่างกว้างขวางที่สุดอย่างเครื่องบินขนส่งพาณิชย์  

ภาพที่ 5 Boeing Aircraft
ที่มา http://www.ghn.ge/com/news/view/205497

ภาพที่ 6 Airbus Aircraft
ที่มา https://global.handelsblatt.com/companies/airbus-rocked-by-corruption-allegations-ceo-tom-enders-boeing-rival-837108

          เครื่องบินขนส่งพาณิชย์ ที่ว่านี้ ก็เช่นพวก Boeing, Airbus ไม่ว่าจะเป็น Boeing747, 787, 777 หรือ Airbus A320 A380 A350 เครื่องบินจำพวกนี้ก็มีหน้าที่หลัก ๆ คือ ขนส่งผู้โดยสาร หรือ สินค้าที่มีขนาดไม่ใหญ่มากจนเกินไป โดยความสูงของเครื่องบินจำพวกนี้ มีช่วงกว้างๆคือ 28,000 - 41,000 ฟุต (แต่เรามองจากพื้นเหมือนใกล้เรามากกว่านั้น)

แล้วทำไมเครื่องบินต้องไปบินที่ความสูงระดับนั้นด้วยล่ะ?

          คำถามนี้ เป็นหนึ่งในคำถามที่ตอบยากมาก เพราะมันสามารถตอบได้หลากหลายมากๆ มีนักวิชาการหลายต่อหลายท่านพยายามออกมาให้ความเห็นโดยอ้างจากทฤษฎีต่างๆ เช่น สมการของเบอร์นูลี กลศาสตร์ของไหล หรือ อากาศพลศาสตร์ แต่วันนี้จะขอเสนอทฤษฎีที่เป็นที่ยอมรับโดยทั่วกัน

          ที่ความสูงระดับนั้น ในทางวิศวกกรรมศาสตร์การบิน เราเรียกอากาศบริเวณนั้นว่า “Thin Air” Thin (adj.) ที่แปลว่า ผอม, บาง, เบา, จาง   Air (n.) ก็แปลว่า อากาศ พอแปลโดยรวมแล้วจะเป็น “อากาศที่บาง”ทีนี้พออากาศมันบางแล้วเนี่ย เครื่องบินก็จะสามารถแหวกอากาศเพื่อเคลื่อนที่ไปข้างหน้าได้โดยง่าย เมื่อเครื่องบินเคลื่อนที่ไปข้างหน้าได้ง่าย ก็จะส่งผลให้ ประหยัดน้ำมัน นั่นเอง เพราะนักบินก็จะไม่ต้องเร่งการทำงานของเครื่องยนต์ Jet ให้ทำงานหนักมากจนเผาพลาญเชื้อเพลิงมาก พอไม่ต้องใช้เชื้อเพลิงมาก ก็ส่งผลให้สายการบินประหยัดต้นทุนมากขึ้น นอกจากนี้ยังเกี่ยวกับเรื่องของแรงเสียดทาน หรือ แรงต้านของอากาศด้วย เพราะอากาศที่บาง จะสร้างแรงต้านที่น้อย ซึ่งส่งผลที่ดีต่อทั้งโครงสร้างของเครื่องบิน สภาพผิว และการใช้เชื้อเพลิง

ภาพที่ 7 เครื่องบินที่ทำการบินสูงกว่า 35000 ft
ที่มา https://www.mirror.co.uk/lifestyle/travel/air-update-british-airways-matches-4455481

          และเหตุผลสุดท้ายคือ สภาพภูมิอากาศ ที่ความสูงระดับ 30,000 ฟุต แน่นอนว่าแดดไม่ร่ม (สูงขนาดนั้นร้อนแดดแน่นอน แต่หนาวนะ!? ส่วนทำไมถึงหนาวจะพูดถึงในบทความในโอกาสหน้า) แต่ถึงแม้แดดมันจะไม่ร่ม แต่! ลมนั้นสงบ! ที่ความสูงขนาดนั้นต้องบอกว่าไม่มีพายุ และแทบจะไม่มีเมฆอีกด้วย การทำการบินของเครื่องบินนั้นเราต้องพยายามหลบเลี่ยงการแปรปรวนของสภาพอากาศให้มากที่สุด เพราะมันทำให้เครื่องบินสั่นมาก และอาจเป็นอันตรายต่อผู้โดยสารได้ วิศวกรผู้ออกแบบอากาศยานจึงต้องพยายามหาความสูงที่เหมาะสมที่สุดในการทำการบิน จึงไปตกอยู่ช่วง 30,000-41,000 ฟุต

แหล่งที่มา

Hugh Morris. (2017, 14 Mar).  Why planes fly at 35,000 feet: The reason for high altitude flights?.  Retrieved August 24, 2018, from http://www.traveller.com.au/why-planes-fly-at-35000-feet-the-reason-for-high-altitude-flights-guxhc9