← กลับไปยังบทความทั้งหมด

ขอบหลังของพื้นผิวทางอากาศพลศาสตร์

สรุปใจความสำคัญ

  • ขอบหลังคือจุดที่กระแสอากาศจากด้านบนและด้านล่างของปีกกลับมาบรรจบกัน
  • พื้นผิวควบคุมหลัก เช่น เอเลรอน แพนหางระดับ และแพนหางดิ่ง ล้วนติดตั้งอยู่ที่ขอบหลัง
  • มุมของขอบหลังมีผลโดยตรงต่อความชันของเส้นโค้งแรงยกของปีก

ขอบหลัง (Trailing Edge) ของพื้นผิวทางอากาศพลศาสตร์ เช่น ปีกเครื่องบิน คือส่วนท้ายสุดของพื้นผิวที่กระแสอากาศซึ่งถูกแยกออกจากขอบหน้า (Leading Edge) ไหลกลับมาบรรจบกันอีกครั้ง ขอบหลังมีความสำคัญอย่างยิ่งในการกำหนดทิศทางของกระแสอากาศที่ไหลออกจากปีก ซึ่งส่งผลโดยตรงต่อแรงที่กระทำต่ออากาศยานและประสิทธิภาพในการบิน

แผนภาพแสดงส่วนประกอบของปีกเครื่องบินและตำแหน่งของขอบหลัง
ตำแหน่งของขอบหลังบนพื้นผิวปีกเครื่องบิน

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