เครื่องบินสร้างเอง ศิลปะและวิศวกรรมการบินสำหรับมือสมัครเล่น

เครื่องบินสร้างเอง (Homebuilt aircraft) หรือที่รู้จักกันในชื่อ เครื่องบินสร้างโดยมือสมัครเล่น (Amateur-built aircraft) หรือ เครื่องบินชุดประกอบ (Kit planes) คืออากาศยานที่สร้างขึ้นโดยบุคคลที่ไม่ได้ประกอบอาชีพสร้างเครื่องบินเป็นหลัก โดยมีวัตถุประสงค์เพื่อการศึกษา การนันทนาการ หรือความหลงใหลส่วนตัว มากกว่าการแสวงหาผลกำไรในเชิงพาณิชย์

รูปแบบการสร้างเครื่องบิน

การสร้างเครื่องบินสำหรับมือสมัครเล่นสามารถแบ่งออกเป็น 3 รูปแบบหลักตามระดับความยากและแหล่งที่มาของข้อมูล ดังนี้:

• การสร้างจากศูนย์ (Scratch building): ผู้สร้างออกแบบเองหรือใช้แบบแปลนพื้นฐานแล้วจัดหาวัสดุทุกชิ้นมาตัดและประกอบเองทั้งหมด
• การสร้างจากแบบแปลน (Building from plans): การซื้อแบบแปลนที่ออกแบบโดยวิศวกรการบิน แล้วจัดหาวัสดุตามที่ระบุในแบบเพื่อนำมาประกอบ
• การสร้างจากชุดประกอบ (Kit building): การซื้อชุดอุปกรณ์ที่ตัดเตรียมไว้ให้แล้ว (Pre-fabricated parts) ซึ่งช่วยลดเวลาและขั้นตอนการผลิตวัสดุลงอย่างมาก ทำให้ผู้สร้างเน้นไปที่การประกอบและการติดตั้งระบบ

ประวัติและการพัฒนา

แนวคิดการสร้างเครื่องบินเองมีมาตั้งแต่ยุคเริ่มต้นของการบิน โดยผู้บุกเบิกอย่างพี่น้องตระกูลไรท์และผู้สร้างคนอื่นๆ ต่างเริ่มต้นจากความหลงใหลส่วนตัว อย่างไรก็ตาม จุดเปลี่ยนสำคัญเกิดขึ้นในปี ค.ศ. 1910 เมื่อ Alberto Santos-Dumont ได้เผยแพร่แบบแปลนเครื่องบิน Demoiselle ให้ผู้ที่สนใจนำไปสร้างได้ฟรีผ่านนิตยสาร Popular Mechanics

ในสหรัฐอเมริกา ความนิยมในการสร้างเครื่องบินเองพุ่งสูงขึ้นในช่วงปี ค.ศ. 1924 จากการแข่งขัน National Air Races ที่เมืองเดย์ตัน รัฐโอไฮโอ ซึ่งกำหนดให้เครื่องบินต้องมีน้ำหนักบรรทุกและขนาดเครื่องยนต์ที่จำกัด ส่งผลให้ผู้สร้างต้องออกแบบและสร้างเครื่องบินขนาดเล็กด้วยตนเอง นอกจากนี้ ความสำเร็จในการบินข้ามมหาสมุทรแอตแลนติกของ Charles Lindbergh ในช่วงปี ค.ศ. 1929-1933 ได้กระตุ้นให้เกิดกระแสการสร้างเครื่องบินในหมู่ประชาชนทั่วไป

ในช่วงกลางทศวรรษ 1950 แนวคิด "Homebuilding" ได้รับการผลักดันอย่างมากโดย Paul Poberezny ผู้ก่อตั้งสมาคมเครื่องบินทดลอง (Experimental Aircraft Association - EAA) ซึ่งได้เขียนบทความลงในนิตยสาร Mechanix Illustrated เพื่อสอนวิธีสร้างเครื่องบินจากแบบแปลนที่บ้าน ทำให้การบินสมัครเล่นกลายเป็นกิจกรรมที่แพร่หลายไปทั่วโลก

วัสดุและเทคโนโลยีการผลิต

เครื่องบินสร้างเองส่วนใหญ่เป็นเครื่องบินกีฬาขนาดเล็ก บรรจุผู้โดยสารได้ 1-4 ที่นั่ง โดยใช้วัสดุที่หาได้ง่ายและวิธีการสร้างที่ไม่ซับซ้อน:

• โครงสร้าง: ในยุคแรกนิยมใช้ไม้หุ้มด้วยผ้าหรือโครงโลหะ ต่อมามีการนำอลูมิเนียมมาใช้ และในปัจจุบันมีการใช้ไฟเบอร์กลาสและวัสดุคอมโพสิต (Composites) ซึ่งช่วยให้ได้รูปทรงตามหลักอากาศพลศาสตร์ที่ดีขึ้น
• เครื่องยนต์: ส่วนใหญ่นิยมใช้เครื่องยนต์สำหรับการบินโดยเฉพาะ เช่น Lycoming, Continental, Rotax หรือ Jabiru แต่ก็มีการดัดแปลงเครื่องยนต์รถยนต์มาใช้ เช่น เครื่องยนต์ Volkswagen แบบระบายความร้อนด้วยอากาศ หรือเครื่องยนต์ Subaru และ Mazda Wankel เพื่อลดต้นทุน

กฎระเบียบและการรับรอง

ในหลายประเทศ เช่น สหรัฐอเมริกา บราซิล ออสเตรเลีย นิวซีแลนด์ และแอฟริกาใต้ เครื่องบินสร้างเองจะถูกจดทะเบียนภายใต้ใบรับรอง "เครื่องบินทดลอง" (Experimental category) ซึ่งมีข้อกำหนดว่าผู้สร้างต้องสร้างขึ้นเพื่อการศึกษาหรือนันทนาการ ไม่ใช่เพื่อการค้า

ในสหรัฐอเมริกา ผู้สร้างหลักสามารถขอใบรับรองช่างซ่อม (Repairman's certificate) สำหรับเครื่องบินลำนั้นๆ ซึ่งช่วยให้ผู้สร้างสามารถดำเนินการบำรุงรักษา ซ่อมแซม และตรวจสภาพเครื่องบินได้ด้วยตนเองโดยไม่ต้องพึ่งพาช่างที่ได้รับใบอนุญาตจากหน่วยงานรัฐในทุกขั้นตอน