ห้องทดลองปีกบิน 1.0.1

ปีกบินได้อย่างไร

เครื่องบินหนักมาก แต่ปีกช่วยให้มันลอยอยู่ในอากาศได้ ลองตามดูอากาศรอบปีกกัน!

อากาศไหลรอบปีกและแรงจากความดันภาพตัวอย่างปีกสร้างแรงยกขึ้น อากาศไหลจากซ้ายไปขวาแล้วเบนลงด้านหลัง ความดันกดเข้าหาผิวปีกทั้งบนและล่าง ลูกศรใต้ปีกยาวกว่าด้านบน และลูกศรเขียวแสดงแรงยกสุทธิขึ้นแรงยกลมที่ไหลเข้ามารูปตัดปีก มองจากด้านข้าง
ฟ้า: ทางที่อากาศไหล ม่วง: แรงที่อากาศกดปีก เขียว: แรงยก
ภาพนี้ช่วยเล่าเรื่อง ลูกศรไม่ได้แสดงขนาดแรงจริง

ตามอากาศไป 3 ขั้น

  1. ปีกเคลื่อนผ่านอากาศ

    เมื่อเครื่องบินเดินหน้า อากาศไหลผ่านทั้งด้านบนและด้านล่างของปีก

  2. ปีกเปลี่ยนทางไหลของอากาศ

    รูปร่างปีกและมุมที่ปีกเอียงรับลม ทำให้อากาศรอบปีกเปลี่ยนทิศทางและความเร็ว

  3. อากาศออกแรงยกปีก

    อากาศกดผิวปีกทุกด้าน แต่แรงกดไม่เท่ากัน ในภาพนี้ เมื่อรวมแรงรอบปีกแล้ว มีแรงยกชี้ขึ้น

ปีกเบนอากาศลง อากาศยกปีกขึ้น

ปีกที่สร้างแรงยกขึ้นทำให้อากาศที่ผ่านไปเบนลง อากาศจึงออกแรงตอบกลับยกปีกขึ้น ทั้งผิวบนและผิวล่างมีส่วนช่วยเปลี่ยนทางอากาศ

นี่คือเรื่องเดียวกับแรงที่อากาศกดรอบปีกในภาพ เราเพียงมองเรื่องเดียวกันคนละด้าน

รู้ไหม? อากาศที่ผ่านด้านบนและด้านล่างไม่จำเป็นต้องไปถึงท้ายปีกพร้อมกัน!

ลองสังเกต 3 อย่าง

เคลื่อนผ่านอากาศเร็วขึ้น

เมื่อปีกและมุมรับลมเหมือนเดิม การเคลื่อนผ่านอากาศเร็วขึ้นมักทำให้แรงยกมากขึ้น

ปีกมีพื้นที่มากขึ้น

เมื่อเงื่อนไขอื่นเหมือนกัน ปีกที่มีพื้นที่มากขึ้นมักสร้างแรงยกได้มากขึ้น แต่ปีกยาวที่สุดไม่ได้เหมาะกับเครื่องบินทุกลำ

เชิดปีกมากเกินไปก็ไม่ดี

ยกขอบหน้าปีกขึ้นเล็กน้อยอาจเพิ่มแรงยก แต่ถ้าเอียงรับลมมากเกินไป อากาศจะไหลตามผิวปีกได้ไม่ดี แรงยกจึงลดลง เครื่องบินอาจเสียความสูงได้

อาการนี้เรียกว่า สตอลล์ ไม่ได้แปลว่าเครื่องยนต์ดับ

ลองเปลี่ยนขนาดปีก

เลื่อนปุ่มแล้วดูพื้นที่สีเหลือง ลองทำปีกให้ยาวขึ้น แล้วเปิด “คงพื้นที่” ดูว่าเกิดอะไรขึ้น ภาพนี้แสดงขนาดปีก ยังไม่ได้บอกว่าบินได้ดีแค่ไหน

ปีกสี่เหลี่ยมมองจากด้านบนปีกความยาวจากปลายปีกถึงปลายปีก 8 เมตร ความกว้างจากขอบหน้าถึงขอบหลัง 2 เมตร พื้นที่ 16 ตารางเมตรมองจากด้านบน · ลมไหลจากบนลงล่าง ↓16.0 ตร.ม.ช่วงปีก 8.0 ม.ความกว้าง 2.0 ม.สีเหลืองคือพื้นที่ปีกเมื่อมองจากด้านบนลองเลื่อนปุ่ม แล้วดูว่าปีกเปลี่ยนอย่างไร
นี่คือปีกสี่เหลี่ยมแบบง่าย ปีกเครื่องบินจริงมีรูปทรงได้หลายแบบ

ออกแบบปีกของเรา

4 ม.12 ม.
1 ม.4 ม.
พื้นที่ปีก16.0 ตร.ม.

ชวนคิด: เมื่อเปิด “คงพื้นที่” แล้วทำปีกให้ยาวขึ้น ปีกแคบลงหรือกว้างขึ้น?

ไปลองกับปีก 3 มิติกัน!

ลองเปลี่ยนความเร็วและมุมปีก แล้วสังเกตลูกศรแรงยก

บทที่ 3 · ลมผ่านปีก

แหล่งข้อมูลสำหรับครูและผู้ปกครอง: NASA: แรงยก · NASA: อากาศออกแรงบนปีก