การศึกษาประสิทธิภาพระบบแอร์เบรกในจรวด

ชื่อนักเรียนผู้จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์

เนติธร ขาวมะลิ, ชยุตพงษ์ พิบูลย์

อาจารย์ที่ปรึกษาโครงงานวิทยาศาสตร์

ฐปนวัฒน์ ชูกลิ่น

โรงเรียนที่กำกับดูแลโครงงานวิทยาศาสตร์

โรงเรียนวิทยาศาสตร์จุฬาภรณราชวิทยาลัย นครศรีธรรมราช

ปีที่จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์

พ.ศ. 2565

บทคัดย่อโครงงานวิทยาศาสตร์

ปัจจุบัน เนื่องจากยุคสมัยที่เปลี่ยนไป ทำให้เทคโนโลยีอวกาศมีการพัฒนาขึ้นอย่างมาก และไม่ใช้เรื่องไกลตัวอีกต่อไป ซึ่งความก้าวหน้าของเทคโนโลยีทำให้เทคโนโลยีอวกาศ อย่างเช่นการสร้างจรวด เริ่มเข้าถึงคนทั่วไปได้มากขึ้น จนเกิดเป็นวิธีที่ใช้ศึกษาการสร้างจรวดขึ้นมา นั้นก็คือการสร้างจรวดขนาดเล็กหรือจรวดโมเดล ซึ่งการสร้างจรวดโมเดลคือการสร้างจรวดขนาดเล็กขึ้นมาเพื่อศึกษาการทำงานและวิธีการสร้างจรวด และยังสามารถใส่งานวิจัยต่าง ๆ เพื่อศึกษาสภาพภายใต้ความเร่งต่าง ๆ ได้อีกด้วย

โดยในการทำจรวดขนาดเล็กนั้น ส่วนใหญ่มักจะใช้ครั้งเดียวแล้วทิ้ง หรือหากต้องการนำมากลับมาใช้ใหม่ ก็มักจะพบกับปัญหาจรวดสูญหาย เนื่องจากในขณะที่จรวดกำลังร่อนลงมาหลังจากยิงขึ้นไปนั้น จรวดสามารถถูกลมพัดไปทำให้จรวดสูญหายหรือตกไปสู่พื้นที่ที่ไม่สามารถเก็บกู้ได้ ทำให้ไม่สามารถนำจรวดนั้นกลับมาใช้ใหม่ได้ซึ่งเป็นการสิ้นเปลืองทรัพยากรและเวลา ยิ่งไปกว่านั้นหากผู้จัดทำใส่งานวิจัยเข้าไปแล้วจรวดสูญหายก็จะทำให้งานวิจัยนั้นสูญหายไปด้วยซึ่งส่งผลเสียอย่างมากต่อผู้ที่ทำจรวด

ผู้จัดทำได้เล็งเห็นถึงปัญหานี้ จึงพยายามสร้างระบบนำร่องที่จะช่วยให้จรวดร่อนลงใกล้ฐานปล่อยมากที่สุด โดยใช้หลักการของ “แอร์เบรก” ซึ่งคือระบบที่ใช้การควบคุมสมดุลของแรงต้านอากาศในแต่ละด้านของจรวดโดยใช้พื้นที่ผิวขนาดใหญ่เปิดออกมาจากจรวด อ้างอิงจากสมการ DRAG EQUATION D=CD (ΡV^2)/2 A จะสังเกตุได้ว่า ค่าแรงต้านอากาศ (D) แปลผันตรงกับพื้นที่ผิวที่สัมผัสอากาศ (A) ดังนั้นหากมีปริมาณแรงต้านอากาศในแต่ละด้านของจรวดไม่เท่ากัน จะทำให้เกิดความไม่สมดุลของแรงลัพธ์และเกิดการหันของจรวด ด้วยหลักการเดียวกันนี้ เราจะสามารถควบคุมการตกของจรวดได้โดยการควบคุมปริมาณแรงต้านอากาศที่จรวดได้รับ ด้วยขนาดของพื้นที่ผิวในแต่ละด้านของจรวด เพื่อที่จะบังคับทิศทางการหันของจรวดลำนั้น รวมไปถึงชะลอการตกเพื่อนำทางให้กลับสู่จุดปล่อย จากนั้นทำการบันทึกระยะทางจากจุดปล่อยเปรียบเทียบกับจรวดทั่วไปที่ไม่มีระบบ “แอร์เบรก” เพื่อศึกษาประสิทธิภาพการใช้งานจริงของระบบ “แอร์เบรก”