การออกแบบปีกเครื่องบินเพื่อพัฒนาระยะเวลาในการบินของอากาศยานไร้คนขับ
- ชื่อนักเรียนผู้จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์
ขวัญหทัยรัตน์ มิ่งมาลี, วริศรา สุขสมกิจ
- อาจารย์ที่ปรึกษาโครงงานวิทยาศาสตร์
เฉลิมพล ศรีโยธิน, ธิติฏฐ์วัฒน์ เอมสถิตย์
- โรงเรียนที่กำกับดูแลโครงงานวิทยาศาสตร์
- ปีที่จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์
บทคัดย่อโครงงานวิทยาศาสตร์
โครงงานเรื่อง การออกแบบปีกเครื่องบินเพื่อพัฒนาระยะเวลาในการบินของอากาศยานไร้คนขับ ( Design a wing for long endurance UAV ) มีวัตถุประสงค์ในการพัฒนาปีกให้มีแรงต้านหรือแรงฉุดลดลง เพื่อเป็นการยืดระยะเวลาในการบินให้มากขึ้นจากเดิมที่มีระยะเวลาในการบินอยู่อย่างจำกัด โดยเลือกใช้ Airfoil HQ-3012 ในการทดลอง มีการออกแบบปีกภายใต้ตัวแปร 3 ตัว คือ อัตราส่วนระหว่างความยาวของแพนอากาศหรือปีกต่อความยาวของโคนปีก (Aspect ratio ; AR), อัตราส่วนระหว่างความกว้างของปลายปีกกับความกว้างของโคนปีก (Taper ratio) และ Winglet ที่มีผลทำให้แรงต้านอากาศที่มากระทำกับปีกเครื่องบินลดลง เมื่อจับคู่การทดลอง AR และ Taper จะได้ทั้งหมด 16 การทดลอง ดำเนินการทดลองสุ่มโดยโปรแกรม Xflr5 โดยเลือกปีกที่ดีที่สุด 16 แบบ ดูจากค่าอัตราส่วนแรงยกต่ออัตราส่วนแรงต้าน (L/D) หลังจากนั้นนำปีกทั้ง 16 แบบ มาเพิ่มความแข็งแรงให้กับปีกโดยการสร้าง I beam ในโปรแกรม Solid works และทดสอบโดยการใส่ค่า load factor 6 เท่า เพื่อเปรียบเทียบความแข็งแรงของปีกแต่ละแบบ โดยได้เลือกปีกที่มีค่า safety factor ที่เข้าใกล้ 1 มากที่สุด ทำให้ทราบว่าปีกที่แข็งแรงพอและมี L/D สูงที่สุดคือ ปีก ที่มี AR = 6 taper = 0.8 โดยปีกที่เลือกมีความแข็งแรงพอกับแรงที่ได้กำหนดไว้ ส่วนปีกอื่นๆมีความยาวมาก L/D น้อย อีกทั้งยังมีค่า safety factor ต่ำกว่า 1 แสดงให้เห็นว่าไม่มีความแข็งแรงพอที่จะนำมาทำปีก หลังจากนั้นจึงเลือก Winglet ที่มีคุณสมบัติเหมาะสมกับวัตถุประสงค์ที่ตั้งไว้คือ มีแรงต้านหรือแรงฉุดลดลง โดยการทดลองติดตั้ง winglets ที่ทำมุมตั้งแต่ 90 – 180 องศากับผิวปีกด้านบนของอากาศยานไร้คนขับเพื่อทดสอบหาค่า L/D ที่สูงที่สุด
คำสำคัญ : Aspect ratio (AR) ; อัตราส่วนระหว่างความยาวของแพนอากาศหรือปีกต่อความยาวของโคนปีก
( chord ), Taper ratio ; อัตราส่วนระหว่างความกว้างของปลายปีกกับความกว้างของโคนปีก, Lift to Drag ratio (L/D) ; อัตราส่วนแรงยกต่ออัตราส่วนแรงต้าน