สนุกคิดกับวิทยาศาสตร์อากาศยาน 1

บทที่ 3
ใบพดั ปน

การไดท ดลองเลน เครือ่ งรอ นพุงดวยมือในบทท่ี 2 ทาํ ใหเ ราไดเหน็ และ รู
แลว วา มแี รงยกเกดิ ข้ึนกับปกของเครื่องรอ น จึงทาํ ใหลอยอยไู ด ชั่วระยะเวลา
หนึ่ง เม่ือเครื่องรอนชา ลง (ดวยแรงตานของอากาศ) แรงยกก็ลดลงดวย

รปู ท่ี 3.1 เฮลิคอปเตอรข นาดเล็ก ชนิดโดยสารไดเ พยี งคนเดียว

46 บทที่ 3 ใบพดั ปน

เครื่องรอ นตอ งบนิ ไปขางหนาดวยความเรว็ คา หนึ่ง ถา อยูน ่งิ ๆ หรอื มี
ความเร็วนอ ยไปก็ลอยไมไ ด จงึ ไดมกี ารคิดสรางอากาศยานทแ่ี มอ ยูน่งิ ๆก็ลอย
ได ขน้ึ ลงในแนวดิ่งได แตอยางไรก็ตามการทําใหเ กดิ แรงยกตองทําใหม อี ากาศ
ไหลผานปก หรือแพนอากาศ (แพนอากาศกค็ อื สง่ิ ที่นาํ มาทําเปน ปก เคร่อื งบิน
นน่ั เอง มีหลายลกั ษณะสว นมากเปน แผน แบนบางๆ) จงึ ตองทาํ ใหป กหรอื แพน
อากาศหมนุ ดวย ความเรว็ ท่มี ากพอ จึงจะเกดิ แรงยกทมี่ ากพอทาํ ใหเ ครอื่ งบิน
หรอื อากาศยานลอยข้ึนได อากาศยานชนดิ น้เี ปนท่รี จู กั กนั ดี คือ เฮลคิ อปเตอร
ดงั ใน รูปท่ี 3.1 นกั เรยี นคงเคยเห็นกนั มาแลว

ใบพดั ปน ทจี่ ะทําเลน ในบทน้ี กม็ ลี ักษณะเชนเดียวกันกับ เฮลิคอปเตอร
ทีล่ อยข้ึนในแนวดิง่ ดว ยแรงยกของใบพัดที่กาํ ลงั หมุน ติดตั้งอยดู านบน เรียกวา
“โรเตอร” (Rotor เปน การเรียกทบั ศัพท) หรอื ปก หมนุ ในภาษาไทย ดังน้นั
เครื่องบนิ หรอื เคร่ืองรอนทเี่ ราทําเลนกนั มาแลว บางครงั้ จึงเรยี กวา อากาศยาน
แบบ ปก ตรงึ (ภาษา องั กฤษคือ Fixed-wing แปลวา ปก ตดิ อยนู ง่ิ )

รปู ท่ี 3.2 เมื่อมกี ระแสอากาศ หรอื ลมไหลผานกลีบใบพัดปน จะมแี รงยกชว ย
พยงุ ใหล อยอยไู ดในอากาศ

บทท่ี 3 ใบพดั ปน 47

ใบพัดปน ของเลน สาํ หรับเด็กๆ ท่ีปนใหห มนุ แลว ลอยได ดวยกลีบใบของ
ใบพัดปน เปรียบไดกบั ปก ของเครอ่ื งรอน ถา ทําใหอ ากาศไหลผานจะมีแรงยก
เกดิ ขน้ึ ดงั ในรูปท่ี 3.2 การหมุนใบพดั ปนคอื การทาํ ใหมอี ากาศไหลผา นกลีบใบ
ดงั นนั้ จึงมีแรงยกเกิดขึน้ ทาํ ใหลอยข้นึ ไปได ย่งิ หมุนเร็ว ความเรว็ ของอากาศ
ไหลผา นกลบี ใบมมี าก แรงยกก็ย่งิ มีมากตาม จึงลอยขน้ึ ไดเ ร็วกวา และสูงกวา

รูปที่ 3.3 การประกอบเขาดวยกัน ของช้ินสวนใบพัดปน
เนอ่ื งจากวา ใบพดั ปน เปนของเลนสําหรบั เด็กๆ ที่นิยมกนั มานานแลว
จึงมีขายอยูทว่ั ไป ในกิจกรรมนจ้ี ึงข้นึ อยูกับ การตดั สินใจของคุณครูผคู วบคมุ

48 บทท่ี 3 ใบพดั ปน

จะเลือกใหนกั เรยี น ใชใบพัดปน สําเร็จรูป ทม่ี ขี ายหรอื แถมมากบั ขนมอยูท่ัวไป
ก็สามารถนํามาเลน เพ่ือใหนักเรยี นไดสนกุ กบั การแขงขนั แตถา นักเรียก
ตองการทีจ่ ะทําขน้ึ มาเลน เองได ดว ยความชว ยเหลอื ของคณุ ครู ในการสรา ง
ชิ้นสวนบางสวนเพ่อื นํามาประกอบดงั ในรปู ที่ 3.3 วัสดุทน่ี าํ มาใช นา จะเปน
โฟมบาง หรือกระดาษแข็ง และไมบ ัลซา หรอื ไมช นดิ อื่นเทา ท่จี ะหาได

กระบวนการในการสรางช้นิ สวน ถอื ไดวา เปนการพฒั นาความคดิ และ
การประยกุ ต ใชสิ่งทีม่ อี ยูเพ่ือนาํ มาใช น่นั คือ เราตองทดลอง ตอ งคิด ตอ ง
สาํ รวจ และเมื่อทําสําเร็จ ยอมเปน ความภมู ใิ จ ในความพยายาม ถือไดว าเปน
ประสบการอยา งหนงึ่ ที่ชว ยขยายความคิด ไมเ พยี งแตเ ปนการทาํ กิจกรรม ของ
ใบพดั ปน แตเพียงอยา งเดียว แตยังเปนการฝก นิสัยของความอดทน ขยัน
ขนั แขง็ และตอ งมีความคดิ รเิ รมิ่ สรา งสรรค ความสาํ เรจ็ ในการทาํ ข้ึนมาจากการ
ประยกุ ตหรือดัดแปลงข้ึนมาเองน้ี ควรไดร บั การชมเชย เพราะตอ งอาศยั ความ
ขยนั ทมุ เทดว ยใจรัก

สําหรับทาํ ใบพดั ปน ใหน กั เรียน นําเอาช้ินสวนทไ่ี ดมา ประกอบเขาดวย
กนั ตามคาํ แนะนาํ ของคุณครู ดังในรูปท่ี 3.3 ไมจําเปน ทต่ี อ งเหมือนกบั ในรปู
เพราะในรูปเปนเพยี งแนวทางในการทําเทา นั้น เปา หมายคือ เมอ่ื ทําเสร็จแลว
หมุนหรอื ปนใหหมุน แลวลอยข้ึนไปได

สว นการจดั แขง นาจะพิจารณาทค่ี วามสงู ของใบพดั ปน นักเรยี นแตล ะ
คน ที่ลอยขนึ้ ไปได แตถา มี ขัน้ ตอนใหเดก็ นักเรียน ตองทาํ ขึน้ เองหรอื ประกอบ
บางสวน ควรนําเอาผลงานจากกระบวนการน้ี มาพิจารณาใหค ะแนนในการ
ตดั สินดวย เชน มกี ารนาํ เอาความคดิ ใหมม าใชอ ยางไดผ ล ทัง้ น้ีข้ึนอยูกับ
คุณครผู ูค วบคุม สามารถท่ีจะกาํ หนดเงอื่ นไขอื่นๆข้ึนมาไดอีก ตามความ
เหมาะสม

บทที่ 3 ใบพัดปน 49

รปู ท่ี 3.4 เมอื่ หมุนใบพัดปน ทําใหอากาศไหลผานกลีบใบทําใหเ กดิ แรงยกพยุง
ใหลอยขึ้นได

50 บทที่ 3 ใบพดั ปน

ดใู นรูปท่ี 3.4 จะเหน็ วา แรงยกรวม อยูตรงกงึ่ กลางมีทิศทางอยูใ นแนว
เดยี วกับแกนหมนุ น่นั คอื เราสามารถควบคมุ ทิศทางในการปลอ ยใบพดั ปน ของ
เราได คือ จะใหลอยข้ึนไปในแนวดงิ่ หรอื ลอยไปขางหนา โดยการหนั ตัวเราไป
ในทิศทางท่ตี องการ หรือปรับแนวแกนหมุน แตถาเราลองปลอยใหใ บพัดปน
ของเรา ตกลงมาจะเหน็ วาใบพัดปน จะหมนุ เน่ืองจากมีอากาศไหลผาน เหมอื น
กบั วา เปนกังหันลม คือเม่อื มลี มไหลผานจะหมุนดวยแรงลม

รูปท่ี 3.4 ช่ือแตละสวนของ เฮลิคอปเตอร

ดวยวา ใบพดั ปน มกี ารลอยในลักษณะเดียวกบั เฮลคิ อปเตอร คือลอยได
ดว ยแรงยกของใบพดั ทก่ี าํ ลงั หมนุ เฮลิคอปเตอร ก็เชนเดียวกนั เปนอากาศยาน
ชนิดหน่ึงที่ลอยอยนู ิ่งในอากาศได ในธรรมชาติกม็ ีใหเห็น เชน แมลงท่ีลอยน่ิง
อยูในอากาศได แตต อ งกระพือปก เพอ่ื ใหเกดิ แรงยก นกั เรียนควรไดทาํ ความ
รูจักกบั ชื่อแตละสวนของเฮลคิ อปเตอร ดงั ในรูปที่ 3.5 โรเตอรหางมีหนาทใี น
การควบคมุ การหนั ซาย-ขวา ซง่ึ เปรียบไดกบั รดั เดอร ของเครื่องบนิ ทีใ่ ชควบคมุ
การหันซา ย-ขวา ของเคร่ืองบนิ

บทท่ี 3 ใบพดั ปน 51

รปู ที่ 3.5 เฮลคิ อปเตอรใ นขณะกําลงั ลอยตัวน่งิ เรียกวา โฮฟเวอร (Hover)
เครือ่ งบินเฮลคิ อปเตอร มีประโยชนม าก สามารถลอยตัวน่ิงๆอยใู น

อากาศได เรยี กวา “โฮฟเวอร” จงึ ทาํ ภารกจิ ไดห ลายอยาง บนิ ขึ้นและลงไดใ น
แนวดิง่ ไมจ าํ เปน ตองใชทางวง่ิ ขน้ึ เหมือนอยางเคร่อื งบนิ ปกตรึง จึงเปน
ประโยชนใ นการทําภารกิจบางอยางทีเ่ ครือ่ งบนิ ปกติทาํ ไมไ ด เชน การ
ชวยเหลอื ประชาชน ซง่ึ อยู ในทีซ่ ึ่งไมม ีทางวง่ิ ข้นึ -ลง สาํ หรับเครอื่ งบินปกติ แต
การบนิ เดนิ ทางน้ันไปไดช า กวา เครื่องบินปก ตรึง และประหยัดนาํ้ มนั นอยกวา
ถาตองการบินเดนิ ทางไปไกลๆ และมีทางว่ิงขึ้นลง ท่ีเรียกวา รนั เวย เครือ่ งบิน
ปก ตรงึ จะเหมาะกวา

52 บทที่ 3 ใบพดั ปน

แบบฝก หดั บทท่ี 3

3.1 เคร่อื งบินปกหมุน มีขอ ดีอยา งไร เมอื่ เทียบกับเครือ่ งบินปกตรึง

3.2 สวนของ เฮลิคอปเตอร ทีใ่ ชท าํ หนา ท่ี อยา งเดยี วกับ รดั เดอร ของ
เคร่ืองบินปกตรึง คืออะไร

3.3 ถาตอ งการเดนิ ทางไกลๆ ไปใหเ ร็วและประหยัดน้ํามัน ควรใชเครอื่ งบิน
แบบไหน ปก หมนุ หรอื ปก ตรึง

3.4 ถา เราปลอยใหใ บพดั ปน ตกลงมาในแนวดง่ิ ตัวใบพดั ปน จะเปน อยางไร

ผนวก

วิธีการเขยี นแบบ ดมุ ใบพัดปน

เขยี นรูปดุมใบพัดดังในรปู ใชวงเวยี น ไมบ รรทดั ดนิ สอ ฯ ลงบนกระดาษ
แลว นําไปแปะลงบนไม หนาประมาณ 5 mm. สง่ิ สาํ คัญคือรูทเ่ี จาะสําหรับ
เสยี บแกนหมนุ ตองอยูในแนวตง้ั ฉาก ไมแ กนมือหมนุ ใชไมไ ผก ลม (สาํ หรบั
เสียบลูกชนิ้ หรอื อาหาร) อยา งไรก็ตามการสรา ง ตอ งมที กั ษะทางชางดวย

รูป ผนวก 1 การเขยี นและทาํ ดุมใบพัดปน

54 ผนวก

อปุ กรณท ี่ใชประกอบการสอน ถายจากของจริง

หลกั คูใชหาตําแหนงจุด CG ของเครอ่ื งรอนพุงดว ยมือ

อปุ กรณสาธติ การหมนุ ของเคร่ืองบนิ รอบแกนหลกั 3 แกน

ผนวก 55

เคร่อื งรอ นเมื่อวางบน หลกั คูถายจากดา นบน
อปุ กรณช ว ยในการสอน ทัง้ สามอยาง

56 ผนวก

ตัวอยา ง แนวทางในการเขยี นแบบประกอบเคร่อื งรอนพงุ ดว ยมอื สาํ หรับนกั เรยี น

ผนวก 57

ในกรณีที่ตองการใหเดก็ นักเรียนทเี่ ขา แขงขันสง แบบ(Drawing) ของ
เครอ่ื งบนิ ท่ีสราง ตามแบบแนวทางการเขียนทใี่ หไว นั้นใชเ ปนแนวทางเทานั้น
ทงั้ นีข้ น้ึ อยูกบั คณะกรรมการ ท่ีควรกาํ หนดเปนมาตรฐานเดยี วกัน ข้นึ อยูกบั
หลายปจ จยั เชน พ้นื ฐานความรขู องเด็กนักเรียน ในเรื่องการเขียนแบบ ความ
พรอมของอุปกรณ ตางๆ และการใหขอ มลู คณุ สมบตั ิของ เคร่ืองรอน ไม
จาํ เปน ตองใหมาครบตามในตัวอยา งก็ได

ดูรปู ดา นบน
พ้ืนทีป่ ก หมายถงึ พืน้ ทฉี่ าย (Projected Area) เปรียบไดกับปก หรือ

เครอ่ื งรอนของเรา อยูกลางแดด ในเวลาเทยี่ งวนั เงาของปกท่ปี รากฏบนพน้ื ปนู
เรียบ ดงั นั้นพ้นื ทฉ่ี าย จงึ เทากับ ความยาวกางปก คูณดว ย ความกวางของปก

58

บรรณานุกรม

ปราโมทย์ แตงหอม อากาศยานและอากาศพลศาสตร์พนื้ ฐาน