ขอบหลังของพื้นผิวทางอากาศพลศาสตร์
สรุปใจความสำคัญ
- ขอบหลังคือจุดที่กระแสอากาศจากด้านบนและด้านล่างของปีกกลับมาบรรจบกัน
- พื้นผิวควบคุมหลัก เช่น เอเลรอน แพนหางระดับ และแพนหางดิ่ง ล้วนติดตั้งอยู่ที่ขอบหลัง
- มุมของขอบหลังมีผลโดยตรงต่อความชันของเส้นโค้งแรงยกของปีก
ขอบหลัง (Trailing Edge) ของพื้นผิวทางอากาศพลศาสตร์ เช่น ปีกเครื่องบิน คือส่วนท้ายสุดของพื้นผิวที่กระแสอากาศซึ่งถูกแยกออกจากขอบหน้า (Leading Edge) ไหลกลับมาบรรจบกันอีกครั้ง ขอบหลังมีความสำคัญอย่างยิ่งในการกำหนดทิศทางของกระแสอากาศที่ไหลออกจากปีก ซึ่งส่งผลโดยตรงต่อแรงที่กระทำต่ออากาศยานและประสิทธิภาพในการบิน

พื้นผิวควบคุมการบินที่ติดตั้งบริเวณขอบหลัง
พื้นผิวควบคุมการบินที่สำคัญส่วนใหญ่จะถูกติดตั้งไว้ที่ขอบหลังเพื่อใช้ในการเปลี่ยนทิศทางของกระแสอากาศและสร้างแรงควบคุมการเคลื่อนที่ของเครื่องบินในแกนต่างๆ ดังนี้:
- เอเลรอน (Ailerons): ติดตั้งอยู่ที่ขอบหลังของปีกหลัก ใช้สำหรับควบคุมการเอียง (Roll) ของเครื่องบิน
- แพนหางระดับ (Elevators): ติดตั้งอยู่ที่ขอบหลังของแพนหางระดับ ใช้สำหรับควบคุมการเชิดหัวขึ้นหรือลง (Pitch)
- แพนหางดิ่ง (Rudder): ติดตั้งอยู่ที่ขอบหลังของครีบหางดิ่ง ใช้สำหรับควบคุมการส่าย (Yaw) ของเครื่องบิน
ในอากาศยานบางประเภทที่ไม่มีหาง (Tailless aircraft) อาจมีการรวมฟังก์ชันของเอเลรอนและแพนหางระดับเข้าด้วยกัน เรียกว่า เอลเลวอน (Elevons)
ลักษณะทางกายภาพและผลกระทบทางอากาศพลศาสตร์
รูปทรงของขอบหลังมีความสำคัญอย่างมากต่อหน้าที่ทางอากาศพลศาสตร์ โดยทั่วไปแล้ว รูปทรงของแพนอากาศ (Airfoil) จะถูกออกแบบให้มีขอบหลังที่คม (Sharp trailing edge) เสมอ
มุมของขอบหลัง (Trailing Edge Angle)
ขอบหลังคือจุดที่พื้นผิวด้านบนและด้านล่างของปีกมาบรรจบกัน มุมที่เกิดขึ้นระหว่างพื้นผิวด้านบนและด้านล่างนี้เรียกว่า มุมขอบหลัง (Trailing Edge Angle) หากมุมนี้มีค่าเป็นศูนย์ จะถูกเรียกว่า ขอบหลังแบบปลายมน (Cusped trailing edge)
ผลกระทบต่อแรงยก
ในการไหลของอากาศแบบสองมิติรอบปีกที่มีความกว้างไม่จำกัด ความชันของเส้นโค้งแรงยก (Lift curve slope) จะถูกกำหนดโดยมุมของขอบหลังเป็นหลัก โดยความชันจะมีค่าสูงสุดเมื่อมุมขอบหลังเป็นศูนย์ และจะลดลงเมื่อมุมขอบหลังเพิ่มขึ้น สำหรับปีกที่มีความกว้างจำกัด อัตราส่วนกว้างยาว (Aspect ratio) ของปีกจะมีผลอย่างมากต่อความชันของเส้นโค้งแรงยกเช่นกัน โดยความชันจะลดลงเมื่ออัตราส่วนกว้างยาวลดลง
ส่วนขยายและอุปกรณ์เสริมบริเวณขอบหลัง
นอกจากพื้นผิวควบคุมหลักแล้ว ยังมีอุปกรณ์เสริมอื่นๆ ที่ติดตั้งบริเวณขอบหลังเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพหรือความเสถียร ได้แก่:
- อุปกรณ์ควบคุมย่อย: เช่น ทริมแท็บ (Trim tabs), เซอร์โวแท็บ (Servo tabs) และ แอนตี้-เซอร์โวแท็บ (Anti-servo tabs) ซึ่งติดตั้งอยู่บนพื้นผิวควบคุมอีกทีหนึ่ง
- แฟล็บ (Flaps): ใช้เพิ่มแรงยกและความต้านทานในขณะขึ้นบินและลงจอด
- อุปกรณ์อื่นๆ: เช่น ตัวลดแรงกระแทก (Anti-shock bodies) และ Static wicks (อุปกรณ์ระบายไฟฟ้าสถิต)
คำถามที่พบบ่อย
ขอบหลัง (Trailing Edge) คืออะไร?
คือส่วนท้ายสุดของปีกหรือพื้นผิวทางอากาศพลศาสตร์ ซึ่งเป็นจุดที่กระแสอากาศที่ไหลผ่านด้านบนและด้านล่างของปีกกลับมาบรรจบกัน
ทำไมพื้นผิวควบคุมการบินถึงต้องติดตั้งที่ขอบหลัง?
เพราะการเปลี่ยนทิศทางของกระแสอากาศที่ไหลออกจากขอบหลังจะสร้างแรงที่สามารถควบคุมทิศทางการเคลื่อนที่ของเครื่องบินได้ เช่น การเลี้ยว การเชิดหัว หรือการส่าย
มุมขอบหลังมีผลอย่างไรต่อการบิน?
มุมขอบหลังส่งผลต่อความชันของเส้นโค้งแรงยก โดยหากมุมเป็นศูนย์ (Cusped) จะให้ค่าความชันของแรงยกสูงสุด ในขณะที่ปีกที่มีอัตราส่วนกว้างยาวต่ำจะมีความชันของแรงยกลดลง
