Ground Speed ,Airspeed ,Wind Speed คือความเร็วด้วยกันทั้งหมดทั้งสิ้น แต่เป็นความเร็วที่มีนิยามแตกต่างกันออกไป ซึ่ง speed ทั้งสามอย่างนี้จะมีความสัมพันธ์กันและกัน และสำคัญมากในการพิจารณา speed แต่ละตัวในสถานการณ์ต่างๆ เพื่อพิจารณาสมรรถนะ (Performance) ของเครื่องบิน เรามาดูกันเลยดีกว่าว่าความเร็วแต่ละตัวคืออะไรบ้าง?
Ground speed เป็นความเร็วของเครื่องบินที่วัดในแนวระดับเทียบกับพื้นโลก
Wind Speed คือความเร็วลมที่พัดมา นิยมเรียกชื่อตามทิศทางของลมที่พัดมาเช่น Head Wind เป็นลมที่พัดมาทางหัวของอากาศยาน Tail Wind เป็นลมที่พัดมาจากทางหางของอากาศยาน Cross Wind เป็นลมที่พัดมาในด้านขวางของอากาศยาน เป็นต้น
Airspeed นิยามของมันคือ ความเร็วของ aircraft ที่สัมพัทธ์กับอากาศ หรือเป็นความเร็วของอากาศยานที่พุ่งไปเมื่อเทียบกับอากาศ ความเร็วของอากาศนั้นมีการแบ่งหลายประเภทมาก เช่น Indicated Airspeed (IAS), Equivalent Airspeed (EAS), True Airspeed (TAS) และ Calibrated Airspeed (CAS) เป็นต้น ซึ่ง Airspeed แต่ละประเภทมีที่มาที่ไปแตกต่างกัน ซึ่งจะยังไม่ขอลงรายละเอียดไว้ ณ ที่นี้
ความเร็วทั้งสามตัวนี้มีความสัมพันธ์กันในรูปแบบของความเร็วสัมพัทธ์ (Relative velocity ) โดย Airspeed จะเท่ากับ ผลต่างของ Ground speed และ Wind speed (Airspeed = Ground speed – Wind speed) โดย Wind Speed มีค่าเป็นบวกเมื่อพัดไปทางเดียวกับการเคลื่อนที่ของเครื่องบินหรือพัดมาจากทางหาง (Tail Wind) และมีค่าเป็นลบเมื่อพัดมาจากทิศสวนการเคลื่อนที่ของเครื่องบินหรือทางด้านหน้า ( Head Wind)
เพื่อการอธิบายความสัมพันธ์ของความเร็วทั้งสาม ให้เราจินตนาการตามนี้ครับ วันหนึ่งคุณจอดเครื่องบินไว้เฉยๆ แล้วมีลมพัดมาจากทางด้านหน้าด้วยความเร็ว 20 knots ค่า Airspeed ของเครื่องบินจะเป็น
Airspeed = 0 – (-20) = 20 knots
หรือหมายคววามว่าแม้เครื่องบินจะจอดอยู่ แต่ด้วยลมที่เพัดมาตอนนี้ ก็เสมือนว่าเครื่องบินพุ่งผ่านอากาศไปด้วยความเร็ว 20 knots แล้วถ้าเทียบกับอากาศ
หากคุณบินด้วย Airspeed = 50 knots โดยไม่มีลมพัดมา ค่า Airspeed จะไม่เปลี่ยนแปลง และ Ground speed จะมีค่าเท่ากับ Airspeed ด้วย นั่นคือ 50 knots
Airspeed = Ground speed – 0 = 50 knots
หากคุณขับหรือบังคับเครื่องบินไปด้านหน้าด้วย Airspeed 50 knots จากนั้นมีลมพัดมาจากด้านหน้าด้วยความเร็ว 20 knots ค่า Airspeed ของเครื่องบินที่วัดได้จะกลายเป็น
Airspeed = 50 – (-20) = 70 knots
แต่หากลมพัดมาจากด้านหลัง (Tail wind) ค่า Airspeed จะได้เป็น
Airspeed = 50 – 20 = 30 knots
ผลของ Airspeed, Ground speed และ Wind speed ต่อการ Take off
สำหรับนักบิน RC ทุกท่านแล้ว เวลาเราปล่อยเครื่องขึ้นบินเราก็จะเช็คลมก่อนตลอดด้วยเทคนิคต่างๆ มากมาย เช่นใช้เครื่องมือวัด (ไม่ใช่พวกปิ่นโตนะครับ คนละวัด) สังเกตยอดใบไม้ หรือวิธีการกำหญ้ามาโปรย และอื่นๆ ส่วนนักบินเครื่องบินส่วนบุคคล หรือเครื่องบินพาณิชย์ก็อาจจะมีเครื่องมือที่มีมาตรฐานมากขึ้น เช่น ฐานข้อมูลต่างๆหรือหอบังคับการบิน ในการเช็คทิศทางวามเร็วของลมและรายละเอียดต่างๆ จากนั้นพอเห็นทิศทางลมแล้ว เราก็จะเลือกทิศทางลมที่ควร take off ขึ้นไปคือ Headwind
ในการ Takeoff นั้น การเลือกทิศทางลมเป็นสิ่งสำคัญ เพราะ Headwind และ Tailwind ให้ผลลัพธ์ในการ Takeoff ที่ต่างกัน Headwind จะลด ground speed ของเครื่องบิน ส่วน Tailwind จะเพิ่ม ground speed ของเครื่องบินให้ไปเร็วขึ้น
จากผลของ Headwind ในการลด ground speed ของเครื่องบินตอน Takeoff นั้น ทำให้เครื่องบินสามารถ ทำ Airspeed จนถึง Lift-off speed (ความเร็วที่ทำให้เครื่องบินยกตัวเหนือพื้นผิวหรือ airborne ครั้งแรก) ได้โดยใช้ระยะทางที่น้อยลง หากเปรียบเทียบกับการขึ้นใน Tail Wind นั้น ลมก็จะพาเครื่องบินให้ไปในระยะทางที่มากกว่า กว่าที่จะถึง Lift-Off speed
มีข้อมูลจาก FAA (องค์การบริหารการบินของ USA) ระบุว่า Headwind ที่มีความเร็วประมาณ 10% ของ Takeoff airspeed นั้น จะช่วยลด ระยะ Takeoff ไปประมาณ 19% ในทางกลับกัน Tailwind 10% ของ Takeoff airspeed นั้นจะเพิ่มระยะ Takeoff ไป 21% ถ้า Headwind เป็น 50% ของ Takeoff airspeed พบว่าจะสามารถช่วยลดระยะ Takeoff ได้ถึง 75% จากกรณีที่ไม่มีลม นอกจากการ Takeoff แล้ว ในการ Landing ก็จะใช้การ Landing เข้าหา Headwind เหมือนกัน เพื่อ slow down (ลด ground speed) ของเครื่องบิน และทำให้เครื่องบิน Landing ได้ง่ายขึ้น ใช้ระยะทางในการ Landing ลดลง การเพิ่มขึ้นหรือลดลงของระยะขึ้น และระยะลงจอด จะเป็นฟังก์ชันกับความเร็วลม (Wind speed)
แหล่งอ้างอิง
https://www.grc.nasa.gov/www/k-12/airplane/move.html
https://www.faa.gov/regulations_policies/handbooks_manuals/aviation/airplane_handbook/media/07_afh_ch5.pdf
อ่านบทความอื่นๆได้ที่นี่
