ทำไมเครื่องบินถึงบินได้ ถ้าหากว่าถามคำถามนี้เชื่อว่าจะต้องมีคำตอบว่า เพราะเครื่องบินมีปีกอย่างแน่นอน ซึ่งก็เป็นคำตอบที่ไม่ผิด แต่ว่ายังขาดสิ่งสำคัญอีกสิ่งหนึ่งไป นั่นคือ “ความเร็ว” เป็นเพราะเครื่องบินมีความเร็วจึงทำให้ปีกของเครื่องบินสามารถสร้างแรงยกได้ ยิ่งเครื่องบินมีความเร็วมากเท่าไร ปีกก็จะสามารถสร้างแรงยกได้มากขึ้นเท่านั้น เป็นสัดส่วนซึ่งกันและกัน และสิ่งที่ทำให้เครื่องบินมีความเร็วก็คือ เครื่องยนต์ของเครื่องบินนั่นเอง สำหรับเครื่องบินโดยสารที่เราเห็นโดยทั่วไปตามสนามบินต่าง ๆ ทั้งสุวรรณภูมิหรือสนามบินดอนเมือง เครื่องยนต์จะถูกติดตั้งไว้ที่ใต้ปีก ซึ่งอาจจะมี 2 เครื่องยนต์ หรือ 4 เครื่องยนต์ ก็จะขึ้นอยู่กับขนาดของเครื่องบินลำนั้น ๆ (Airbus A380 มี 4 เครื่องยนต์, Airbus A320 มี 2 เครื่องยนต์) แต่สำหรับเครื่องบินประเภทอื่น ๆ เช่น เครื่องบินรบ เครื่องบินส่วนตัวขนาดเล็ก ก็จะมีวิธีการติดตั้งเครื่องยนต์ที่แตกต่างกันออกไป ขึ้นอยู่กับผู้ผลิตและผู้ออกแบบ ซึ่งการติดตั้งเครื่องยนต์ในตำแหน่งที่ต่างกัน ก็จะส่งผลต่อสมรรถนะของเครื่องบินที่แตกต่างกันด้วย

ภาพที่ 1 เครื่องยนต์ Turbo Jet
ที่มา https://pixabay.com/th/ , olafpictures

เครื่องบินโดยสารไม่ได้ใช้ Turbo Jet

          เครื่องยนต์ที่ใช้กับเครื่องบินจะมีหลัก ๆ อยู่ 4 ประเภท ได่แก่ Turbo-Jet, Turbo-Fan, Turbo Shaft, Turbo Props ซึ่งในปัจจุบันนี้เครื่องบินโดยสารโดยทั่วไปจะใช้เครื่องยนต์ที่เรียกว่า Turbo-Fan เพราะว่ามีประสิทธิภาพที่สูงกว่าและประหยัดกว่าเครื่องยนต์แบบอื่นเมื่อต้องทำงานในเงื่อนไขหรือสภาวะเดียวกัน ซึ่งเครื่องยนต์ Turbo-Fan ก็ถูกพัฒนามาจากเครื่องยนต์ Turbo-Jet นั่นเอง ส่วนเครื่องยนต์ Turbo-Jet ในปัจจุบันจะใช้ในการทหารเสียส่วนใหญ่ เช่น เป็นเครื่องยนต์ที่เอาไว้ใช้ขับเคลื่อน missile

ภาพที่ 2 missile turbo jet
ที่มา https://pixabay.com/th , jia3ep

Turbo-Jet

          เป็นเครื่องยนต์ที่เรียกว่า Air breathing jet engine (เป็นเครื่องยนต์ที่ใช้อากาศในการเผาไหม้เช่นเดียวกับเครื่องยนต์ของรถยนต์แต่ว่าอุปกรณ์ในส่วนต่าง ๆ มีความแตกต่างอย่างสิ้นเชิง) ซึ่ง Turbo-Jet นั้นมีความเร็วที่ทำได้ขึ้นอยู่กับหลายเงื่อนไข เช่น รูปร่างของเครื่องบิน ความสูงที่ทำการบิน แต่โดยมากแล้วจะทำการบินที่ 1.5-2.0 มัค และยังเป็นเครื่องยนต์ที่มีการประยุกต์ใข้กฎการเคลื่อนที่ข้อที่ 3 ของนิวตันที่กล่าวว่า “For every motion there is an equal and opposite reaction” เพราะ Turbo-Jet นั้นใช้แรงดันจากการเผาไหม้เชื้อเพลิงในการขับเคลื่อนเครื่องบินไปข้างหน้า เครื่องยนต์ Turbo-Jet นั้นมีจุดเด่นอยู่ตรงที่ สามารถทำความเร็วได้สูง มีพื้นที่หน้าตัดที่น้อย (ทำให้เกิดแรงต้านอากาศที่น้อย) และเป็นเครื่องยนต์ที่เรียบง่ายที่สุดในบรรดาเครื่องยนต์ของเครื่องบินทั้ง 4 ประเภท ส่วนจุดด้อยนั้น ก็จะมีเรื่องของเสียงที่ค่อนข้างจะดังมากในขณะที่ทำงาน ส่งผลต่อสุขภาพการได้ยินของผู้ที่ทำงานใกล้กับเครื่องยนต์ เช่น ช่างอากาศยาน, วิศวกรอากาศยาน และข้อเสียที่สำคัญจนทำให้เครื่องยนต์ Turbo-Jet ไม่เป็นที่นิยมในปัจจุบันนั่นคือ มันจะมีประสิทธิภาพที่ต่ำมาก เมื่อทำการบินหรือทำความเร็วที่ต่ำกว่า 2 มัค (1 มัคมีค่าประมาณความเร็วของเสียงที่เดินทางในอากาศ) ซึ่งโดยปกติแล้วเครื่องบินโดยสารจะทำความเร็วที่ 0.8-0.9 มัค ดังนั้น จึงไม่เหมาะหากเลือกเครื่องยนต์ Turbo-Jet มาใช้งาน

          ในโลกแห่งวิศวกรรมศาสตร์ไม่มีสิ่งไหนที่ดีที่สุด ไม่มีสิ่งไหนที่สมบูรณ์แบบ ทุก ๆ สิ่งประดิษฐ์เมื่อมีข้อดีก็ต้องต้องมีข้อเสีย ดังนั้นมันจึงมีแต่ความเหมาะสมเมื่อนำมาใช้งาน มนุษย์ก็เช่นกันในชีวิตนี้แน่นอนว่าเราจะต้องทำงานกับผู้อื่นแน่ ๆ จงอย่าคาดหวังว่าทุกคนจะทำในสิ่งที่เราคิดได้ อย่าคาดหวังความสมบูรณ์แบบจากผู้อื่น และอย่าใช้เกณฑ์ของตัวเองในการตัดสินผู้อื่นมากจนเกินไป เพราะทุกคนย่อมแตกต่างกัน ไม่มีใครสมบูรณ์แบบแม้แต่ตัวเราเอง

แหล่งที่มา
Yashas V Rao, BTech Production and Industrial Engineering, Manipal Institute Of Technology.  (2017, 3 April).   What is turbojet engine?.  Retrieved October 1, 2018, from https://www.quora.com/What-is-turbojet-engineYashas

V Rao, BTech Production and Industrial Engineering, Manipal Institute Of Technology.  (2017, 3 April).   What is turbojet engine?.  Retrieved October 1, 2018, from https://www.quora.com/What-is-turbojet-engine

Encyclopaedia Britannica.  (2008, 26 June).   Turbojet.  Retrieved October 1, 2018, from https://www.britannica.com/technology/turbojet