ในการออกแบบเครื่องมือหรือเครื่องจักร ใด ๆ ก็ตาม วิศวกรผู้ออกแบบก็จะมีแบบแผนขั้นตอนในการออกแบบที่ถูกคิดค้นขึ้นมา เพื่อช่วยให้ผู้ที่ออกแบบอุปกรณ์ต่าง ๆ มีการทำงานที่ถูกต้อง เป็นขั้นเป็นตอน ไม่หลงลืมขั้นตอนใดขั้นตอนหนึ่งไป สำหรับเครื่องบินเองก็เป็นเช่นเดียวกัน วิศวกรที่ต้องทำการออกแบบเครื่องบินก็จะมีแบบแผนในการออกแบบที่ถูกเขียนขึ้นมาสำหรับใช้ออกแบบเครื่องบินโดยเฉพาะ ซึ่งได้ถูกแบ่งออกเป็นหัวข้อต่าง ๆ ดังนี้

ภาพที่ 1 แผนแบบอากาศยานทางการทหาร
ที่มา https://pixabay.com/th , CristianIS

1. วัตถุประสงค์ในการใช้งานเครื่องบินลำนั้น หรือ ภารกิจที่เครื่องบินลำนั้นต้องทำ ยกตัวอย่างเช่น ต้องการจะสร้างเครื่องบินที่ใช้สำหรับการพาณิชย์ หรือสร้างเครื่องบินสำหรับการทหาร หรือจะเป็นการสร้างเครื่องบินที่นำไปใช้เพื่อการขนส่งสินค้าโดยเฉพาะ
2. ประเภท และ จำนวนของสิ่งที่จะบรรทุก ยกตัวอย่างเช่น ถ้าต้องการออกแบบเพื่อสร้างเครื่องบินขนส่งทางพาณิชย์ สิ่งที่จะต้องบรรทุกก็อาจจะเป็นพวกเชื้อเพลิง สินค้า และผู้โดยสาร แต่ถ้าหากต้องการออกแบบเพื่อสร้างเครื่องบินทางการทหาร สิ่งที่บรรทุกก็จะเป็นอาวุธยุทโธปกรณ์ต่าง ๆ
3. ความเร็วสูงสุดที่เครื่องบินทำได้ และ ความเร็วปกติที่ใช้ในการเดินอากาศ การกำหนดความเร็วที่เครื่องบินทำได้จะสามารถทำให้การออกแบบมีขอบเขตที่แคบลงอย่างมากเพราะสามารถจำกัดในเรื่องของ Performance สมรรถนะของเครื่องบิน ความแข็งแรง ขนาด น้ำหนัก และราคา รวมถึงความเป็นไปได้ในการสร้าง สำหรับเครื่องบินโดยสารโดยทั่วไปจะมีความเร็ว Maximum Speed ที่ประมาณ 0.8 - 0.9 มัค
4. ความสูงปกติที่ใช้ในการทำการบิน การจำกัดในเรื่องของความสูงในการทำการบินก็เป็นสิ่งที่สำคัญเช่นเดียวกัน เพราะจะสามารถช่วยให้ผู้ที่ออกแบบรู้ถึงการเลือกใช้งานเครื่องยนต์ได้ถูกต้อง รวมถึงช่วยให้รู้ขอบเขตในการออกแบบระบบปรับอากาศในตัวเครื่องบินด้วย (เครื่องบินที่ทำการบินสูงกว่า 8000-10000 ฟุต จะต้องมีระบบปรับอากาศและระบบปรับความดันแบบพิเศษเพื่อให้ผู้โดยสารและลูกเรือสามารถมีชีวิตอยู่ได้โดยปลอดภัย) อีกประการหนึ่งคือ เครื่องบินที่มีเพดานบินที่สูงกว่าจะสามารถเดินทางได้ไกลกว่าอีกด้วย สำหรับเครื่องบินพาณิชย์ที่เราเห็นตามสนามบินจะทำการบินที่ความสูงประมาณ 30,000 – 40,000 ฟุต
5. ระยะทางที่สามารถเดินทางได้ไกลสุด การกำหนดในเรื่องของระยะทางเดินทางสูงสุดจะมีผลอย่างมากต่อน้ำหนักของเครื่องบิน เพราะเครื่องบินที่เดินทางได้ไกลก็หมายความว่าจะต้องบรรทุกเชื้อเพลิงมากขึ้นตามไปด้วย

ภาพที่ 2 แผนแบบเบื้องต้นในการออกแบบ
ที่มา https://pixabay.com/th/ , Clker-Free-Vector-Images

6. ระยะเวลาที่ทำการบินได้นานที่สุด เป็นอีกปัจจัยหนึ่งที่มีความสำคัญมากนอกจากจะต้องคำนึงถึงเวลาในการทำการบินไปถึงจุดหมายแล้วยังต้องคำนึงถึงระยะเวลาที่จะต้องทำการบินเหนือสนามบินปลายทางเพื่อรอสัญญาณจากหอควบคุมการบินให้อนุญาตให้นำเครื่องลงจอดได้ ซึ่งบางครั้งอาจต้องรอนานถึง 30 นาที
7. ระยะทางที่ใช้ในการ TAKE OFF ในขณะที่มีน้ำหนักบรรทุกมากที่สุด เพราะระยะทางดังกล่าวจะมีผลต่อการเลือกสนามบินที่เครื่องบินลำนั้นสามารถทำการบินได้
8. ระยะทางที่ใช้ในการ LANDING เมื่อมีนำหนักเชื้อเพลิงคงเหลือ 50% จะคล้ายกับข้อที่แล้วคือมีผลต่อการเลือกใช้งานสนามบินที่เครื่องบินลำนั้นสามารถทำงานได้ (สามารถนำเครื่องขึ้นและลงจอดได้อย่างปลอดภัย)
9. ราคา เป็นเรื่องที่สำคัญอย่างยิ่งทั้งสำหรับบริษัทผู้ผลิต และ ลูกค้าผู้ซื้อเครื่องบินไปใช้งานซึ่งปกติก็จะเป็นสายการบินต่าง ๆ
10. อื่น ๆ เช่น การตกแต่งภายใน การใส่เทคโนโลยีใหม่ ๆ ที่ช่วยนักบินในการทำการบิน สิ่งอำนวยความสะดวกต่าง ๆ สำหรับผู้โดยสาร

        นี่เป็นเพียงแค่ขั้นตอนอย่างคร่าว ๆ ในการออกแบบเท่านั้นซึ่งก็จะเห็นได้ว่า งานทางด้านวิศวกรรมนั้นเป็นงานที่มีแบบแผนละเอียด ผู้ที่ทำงานทางด้านวิศวกรรม ไม่ว่าจะเป็นทางด้านการซ่อมบำรุงหรือการออกแบบจึงจำเป็นจะต้องมีความละเอียดรอบคอบ สามารถคิดอย่างเป็นขั้นเป็นตอนได้ มีตรรกะในการคิดและการพูดที่ดี และต้องให้ความสำคัญกับความปลอดภัยต่อทั้งตนเองและผู้อื่นมาเป็นอันดับแรก

แหล่งที่มา

Corke,Thomas,C. (2002).   Design of Aircraft (1^st edition).  United States of America: Pearson Education Inc.