แนวคิดของปีกลู่หลังสำหรับการลดผลกระทบของอากาศแบบอัดตัว (compressible flow) กับ shockwave ถูกเสนอขึ้นในการประชุมวิชาการ Volta Conference ที่ประเทศอิตาลี ในปี 1935 โดย Dr. Adolf Busemann โดยท่านได้อธิบายประมาณว่า คุณสมบัติทางอากาศพลศาสตร์ (aerodynamics properties) ของปีกนั้น อากาศที่เป็นตัวแปรหลักต่อคุณสมบัติต่าง ๆ คือ อากาศในทิศทางที่ไหลมาตั้งฉากกับ leading edge ของปีก ไม่ใช่ อากาศที่พุ่งมาในแนวขนานกับแกนตามยาวของอากาศยาน (longtudinal axis) หรือเรียกว่า “Freestream”
ตัวอย่างดังในโจทย์สมมติต่อไปนี้ จะเห็นว่า เมื่อปีกเกิดการลู่ แล้วอากาศพุ่งเข้ามาด้วยความเร็ว 0.87 มัค (0.87 เท่าของความเร็วเสียง) อยู่ในช่วงที่ใกล้ความเร็วเสียงและอากาศเกิดการอัดตัว หากมุมระหว่าง Vn กับ freestream มีค่าเป็น 30 องศา (ค่ามุมนี้ขึ้นอยู่กับมุมลู่ปีก (sweep angle) ) ค่าของ Vn ที่จะส่งผลกระทบต่อปีกจะเหลือเพียง 0.75 มัค เท่านั้นเอง ซึ่งจะทำให้การเข้าใกล้ความเร็วเสียงของอากาศยานช้าลงไปอีกเล็กน้อย และช่วยชะลอ (delay) การเกิด shockwave ให้ช้าลงไป ลด wave drag ได้ เครื่องบินสามารถบินได้เร็วขึ้น นานขึ้น ไกลขึ้น ใช้เชื้อเพลิงน้อยลง
ค่ามุม theta นั้น สัมพันธ์กับมุมลู่ของปีก (sweep angle) โดย sweep angle จะวัดระหว่าง longtudinal axis และเส้นของ 1/4 ของ chord (หาได้โดยลากเส้นจากที่ระยะ 1/4 ของ root chord ไปหาระยะ 1/4 ของ tip chord หรือดูเพิ่มเติมได้ที่นี่ ) ดังในรูปด้านล่าง
นอกจากประโยชน์ดังที่กล่าวมาแล้ว swept wing เมื่อพูดถึงข้อดีกันไปแล้ว ก็จะขอพูดถึงข้อเสียกันบ้าง เนื่องจากความเร็วในแนวตั้งฉาก (normal velocity) ที่จะส่งผลหลักต่ออากาศพลศาสตร์ของเครื่องบินมีค่าน้อยลงไป แสดงว่าแรงยกก็จะลดลงไปด้วย ดังนั้น ปีกแบบลู่นี้ต้องอาศัยพื้นที่ปีกที่มากกว่าปีกแบบตรง (straight wing) เพื่อให้ได้แรงยกที่เท่ากัน จึงอาจจะไม่เหมาะกับเครื่องบินที่บินด้วยความเร็วต่ำเพราะไม่เกิด shockwave อยู่แล้ว แต่ในเครื่องบินความเร็วต่ำประเภทไม่มีหางระดับ (tailess) พวกปีกบิบทั้งหลาย ก็ยังพอมีประโยชน์ของการทำปีกลู่อยู่บ้าง นั่นคือการช่วยทำให้ pitching moment เกิดความสมดุล ทำให้เครื่องบินบินได้อย่างมีสเถียรภาพ (แต่ก็ขึ้นอยู่กับ airfoil ที่เลือกใช้และการทำ washout (บิดปลายปีก) ด้วย)
references :
Tailess UAV researcher – Watcharapol Saengphet
