การคำนวณการบิน (Flight calculate)

เครื่องบินรบขึ้น / ลงแนวดิ่ง  F 35B V/STOL ลำหนึ่ง

รูป เอฟ 35

ที่มา: https://cdn.arstechnica.net

แนะนำเพื่อให้อ่านได้ต่อเนื่องให้ คลิกขวาเลือก Open link in new window

สนใจหนังสือ และความรู้ของผู้เขียน

เรื่องอื่น ๆ มีทั้งโหลดได้ฟรี และราคาถูก นอกเหนือจากนี้ 

คลิก 

มีหนังสืออากาศยาน และ เครื่องยนต์เจ็ทเบื้องต้น

ทำเป็นเล่ม อีบุ๊ค เพื่อสนับสนุนเว็บไซต์

หากผู้อ่านสนใจ

คลิก

ทำการบินเพื่อไต่ระดับเพดานบิน ด้วยมุมไต่ระดับ 30 องศา ใช้ความเร็วสูงสุด 1.6 มัค ดังข้อมูลด้านล่าง

รูปข้อมูล F 35B

ที่มา: https://image.slidesharecdn.com

ให้คำนวณหาแรงฉุด, แรงยก และความเร็วในการไต่เพดานบิน

วิธีทำ

รูปผังวัตถุอิสระของเครื่องบิน F35

ที่มา: https://uppic.cc

จากรูปเห็นว่าอากาศกระทำที่ลำตัว จะตั้งฉาก กับตัวเครื่องบินรบ สามารถแตกแรงออกได้เป็น แรงยก (Lift force: F_lift) และแรงฉุด (Drag force: F_drag)

ขั้นตอนในการคำนวณ

เมื่อเราหาแรงฉุดที่กระทำต่อตัวถังเครื่องบินได้แล้ว เราก็จะสามารถหาแรงยกได้

การหาแรงฉุดอากาศนั้น สูตรที่ใช้ก็คือ

F_drag = ½rv²Ac_d

กำหนดให้           r = ความหนาแน่นของอากาศ ณ ตอนนั้น

                        v = ความเร็วการบิน

                        A = พื้นที่หน้าตัดที่ปะทะลม

                        c_d = สัมประสิทธิ์แรงต้านอากาศ

c_d จะมีค่าอยู่ระหว่าง 0.35 – 1.36 ในที่นี้จะใช้ 0.50

มีพื้นที่หน้าตัด  42.7 m²

มีมุมเงยเพื่อบินไต่ระดับการบิน 30 องศา

จะได้พื้นที่หน้าตัดขณะปะทะลม

A = 42.7 m² sin 30°

= 21.35 m²

ความเร็วของเครื่องบิน สามารถบินได้สูงสุด 1.6 (มัค) mach

(1 mach = 340 m/s)

ดังนั้น ความเร็วการบินสูงสุดจะอยู่ที่

1.6 ´ (340 m/s)

= 544 m/s

= 1,958.4 km/hr

      ในความหนาแน่นของอากาศ ถ้าหากสมมติว่า ขณะทำการบิน เครื่องบิน บินสูงจากระดับน้ำทะเลถึง 5 กิโลเมตร อากาศจะมีความหนาแน่นประมาณ 0.65 kg/m³

นำค่าที่ได้ทั้งหมดมาแทนค่าในสมการ

F_drag = ½(0.65 kg/m³) ´(544 m/s)²´ (21.35 m²) ´0.50

= 1,026,712.96 N

แรงฉุดจะมีค่าเท่ากับ 1,026,712.96 นิวตัน เลยทีเดียว

จากการใช้กฎตรีโกณมิติ เพื่อทำการหาแรงยก

tan 30° = F_drag/ F_lift

F_lift = F_drag/ tan 30°

 = 1,026,712.96 N /0.5773

= 1,778,773.861 N

แรงยกที่ทำให้เครื่องบินลอยตัวจะอยู่ที่ 1,778,773.861 นิวตัน

น้ำหนักของเครื่องบินหากมีโหลดสูงสุดอยู่ที่ 27,442 กิโลกรัม

หรือ เท่ากับ

27,442 kg ´ 9.81 m/s²

= 269,206 N

ความเร็วในการบินขณะที่ทำการไต่ระดับเพดานบิน หาได้จาก

F = mg = F_lift = F_drag/ tan 30° = ½rv²Ac_d/ tan 30°

v²= 2 mg tan 30°/(rAc_d)

v = Ö(2 mg tan 30°/(rAc_d))

= Ö(2 (269,206 N) tan 30°/(0.65 kg/m³) ´(21.35 m²) ´0.50)

= Ö(310,663.724/6.9)

= Ö45,023.728

212.187 m/s = 763.873 km/hr

ความเร็วในขณะทำการบินไต่ระดับเพดานบินอยู่ที่ 763.873 กิโลเมตรต่อชั่วโมง

รูปเครื่องบินรบ

ที่มา: http

รูป แบบเครื่องบินรบเอฟ 35

รูปแบบเครื่องบินขึ้นลงแนวดิ่ง

ที่มา: http://voodoo-world.cz

วิดีโอการบินของเครื่องบินเอฟ 35

ข้อคิดดี ๆ ที่นำมาฝาก

“จงเปิดกว้าง

รับทุกสิ่งที่จะมาถึง

Be open to whatever comes next.”

                                                 สารบัญ                    หน้าต่อไป>