เคยสงสัยมั้ยว่า ทำไมหางนกไม่มี Vertical Tail?
ทุกท่านเคยสังเกตมั้ยครับว่า หางของนกไม่มี vertical tail เหมือนเครื่องบิน นับว่าเป็นสิ่งที่มหัศจรรย์มาก ว่าทำไมนกถึงไม่โดนผลกระทบของ adverse yaw และไม่จำเป็นต้องมี vertical tail วันนี้เราขอนำคำตอบของคำถามนี้มาให้ทุกท่านได้ศึกษากันครับ
คำตอบของเรื่องนี้ถูกค้นพบโดย Prandtl (แพรนด์ทอล) ปรมาจารย์ผู้เชี่ยวชาญด้าน aerodynamics อีกท่านหนึ่ง ซึ่งท่านก็ได้สงสัยเรื่องหางของนกนี้เช่นกันและได้หาคำตอบจนค้นพบนวัตกรรมใหม่ออกมา
สิ่งที่ Prandtl ค้นพบคือ รูปแบบปีกที่สามารถทำให้ induced dag ลดลงถึง 11% มีชื่อเรียกว่า Prandtl wing หรือ Bell shaped wing (ชื่อ Bell shaped มาจากการกระจายตัวของแรงยกบนปีกเป็นรูประฆังคว่ำ)
Bell shaped wing มีลักษณะเป็นปีกที่มีการบิด (Twist) จากโคนปีกถึงปลายปีก ในลักษณะดังรูปด้านบน ซึ่งมีผลทำให้การกระจาย induced drag ที่ปีกต่างไปจากปีกอื่นๆ โดย induced drag ที่บริเวณปลายปีกจะมีค่าเป็นลบ ความหมายของ drag ที่ติดลบนั้น หมายความว่ามีแรงที่ตรงข้ามกับทิศของ drag เกิดขึ้นนั่นก็คือ “thsurt” นั่นเอง ดังนั้นที่ปลายปีกของ bell shaped wing จะเปรียบเสมือนมี thrust เกิดขึ้นที่ปลายปีก ทำให้เมื่อมีการ roll เช่นการ roll ขวา aileron ปีกซ้ายที่พับลงจะช่วยเพิ่ม negative drag แล้วเกิดโมเมนต์ทำให้เครื่องบิน Yaw ไปในทิศทางเดียวกับที่เราจะเลี้ยว และเกิดเป็น proverse yaw นั่นเอง (ส่วน Adverse yaw คืออาการที่เกิด Yaw ในทิศตรงข้ามกับ Roll)
ด้วยเหตุนี้แล้วนกที่มีปีกบิดเป็นรูปร่าง Bell shaped นั้นจึงไม่เกิด adverse yaw ขึ้นและไม่จำเป็นต้องมี Vertical tail นั่นเอง ในปัจจุบันนี้ก็ได้มีการศึกษาค้นคว้าเพิ่มเติมในเรื่องนี้มากมายและมีการนำไปใช้พัฒนานวัตกรรมด้านการบินอยู่เสมอเพื่อสร้างเครื่องบินที่ไม่จำเป็นต้องมี vertical tail ให้ได้ เช่น B-2 Spirit stealth bomber และอื่นๆ
จากเรื่องราวนี้ทุกท่านจะเห็นว่าธรรมชาตินั้นแฝงความมหัศจรรย์ไว้ในสิ่งมีชีวิตอยู่เสมอ และตั้งแต่อดีตมา การเลียนแบบธรรมชาติของมนุษย์ทำให้เกิดเทคโนโลยีต่างๆขึ้นมากมายเลยทีเดียว และหากท่านใดอยากลองทำปีกแบบนี้ ก็ลองออกแบบและสร้างกันดูนะครับ
References :
On Wings of the Minimum Induced Drag:
Spanload Implications for Aircraft and Birds
