อัตราการไต่ระดับความสูงของเครื่องบิน (Rate of Climb) คืออะไร

ในทางอากาศพลศาสตร์ อัตราการไต่ระดับ (Rate of Climb หรือ RoC) คือความเร็วในแนวตั้งของเครื่องบิน ซึ่งหมายถึงอัตราการเปลี่ยนแปลงของระดับความสูงกับเวลา ในประเทศสมาชิก ICAO ส่วนใหญ่ แม้แต่ในประเทศที่ใช้ระบบเมตริก จะนิยมใช้หน่วยเป็น ฟุตต่อนาที (ft/min) ในขณะที่บางแห่งใช้หน่วยเป็น เมตรต่อวินาที (m/s)

ความเร็วและอัตราการไต่ระดับ

ในการไต่ระดับความสูง มีความเร็วที่กำหนดไว้สองค่าที่สำคัญที่สุดคือ VX และ VY

• VX (Best Angle of Climb): คือความเร็วที่เครื่องบินจะได้รับความสูงเพิ่มขึ้นมากที่สุดในระยะทางราบที่กำหนด มักใช้เพื่อหลีกเลี่ยงสิ่งกีดขวางในระยะทางสั้นๆ การไต่ระดับที่ความเร็ว VX จะเกิดขึ้นเมื่อความแตกต่างระหว่างแรงขับ (Thrust) และแรงต้าน (Drag) มีค่ามากที่สุด (Maximum Excess Thrust)
• VY (Best Rate of Climb): คือความเร็วที่เครื่องบินจะ 통해ทางไต่ระดับไปยังความสูงที่กำหนดในเวลาที่น้อยที่สุด โดยไม่คำนึงถึงระยะทางราบที่ใช้ การไต่ระดับที่ความเร็ว VY จะเกิดขึ้นเมื่อความเร็วที่ความแตกต่างระหว่างกำลังของเครื่องยนต์ (Engine Power) และกำลังที่จำเป็นในการเอาชนะแรงต้าน (Power Required) มีค่ามากที่สุด (Maximum Excess Power)

ความเร็ว VX จะเพิ่มขึ้นตามความสูง และความเร็ว VY จะลดลงตามความสูง จนกระทั่งทั้งสองค่านี้มาบรรจบกันที่ เพดานบินสูงสุด (Absolute Ceiling) ซึ่งเป็นระดับความสูงที่เครื่องบินไม่สามารถไต่ระดับขึ้นไปได้อีกในสภาวะการบินปกติ

ตัวอย่างกรณีศึกษา Cessna 172

สำหรับเครื่องบิน Cessna 172 ซึ่งเป็นเครื่องบินสี่ที่นั่ง เมื่อมีน้ำหนักบรรทุกสูงสุด จะมีความเร็ว VY อยู่ที่ 75 นอต (139 กม./ชม.) ซึ่งให้อัตราการไต่ระดับอยู่ที่ 721 ฟุตต่อนาที (3.66 เมตรต่อวินาที)

เครื่องวัดอัตราการไต่ระดับ (Variometer)

ในทางการบิน Variometer หรือที่รู้จักในชื่อ Vertical Speed Indicator (VSI) หรือ Rate-of-Climb Indicator (RCDI) คือเครื่องมือวัดการบินที่ใช้แจ้งให้ผู้บินทราบถึงอัตราการไต่ระดับหรืออัตราการร่อนลง (Rate of Descent) โดยทั่วไปจะเชื่อมต่อกับแหล่งกำเนิดความดันสถิต (Static Pressure Source) ภายนอกเครื่องบิน

ในการบินด้วยเครื่องยนต์ ผู้บินจะใช้ VSI เพื่อตรวจสอบว่าเครื่องบินกำลังบินในระดับคงที่ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในระหว่างการเลี้ยว

ในส่วนของการบินร่อน (Gliding) เครื่องมือนี้มีความสำคัญอย่างมาก โดยผู้บินจะใช้เครื่องมือนี้เกือบตลอดเวลาเพื่อค้นหาอากาศที่ลอยตัวขึ้น (Rising Air) เพื่อรักษาความสูง โดยเครื่องบินร่อนมักจะมี Variometer หลายประเภท ทั้งแบบที่ไม่อาศัยแหล่งพลังงานไฟฟ้า (ซึ่งเชื่อถือได้มากกว่า) และแบบอิเล็กทรอนิกส์ที่มีเสียงแจ้งเตือน