ชนใดไม่มีประวัติศาสตร์ ...ชนนั้นไม่มีอนาคต..

ชนใดไม่มีประวัติศาสตร์ ชนนั้นไม่มีอนาคต” ซึ่งในโลกการบินก่อนที่จะมีการพัฒนามาจนถึงปัจจุบันนั้น ได้มีการคิดค้นทดลองและเสี่ยงตายมาหลายท่าน บ้างก็บาดเจ็บ บ้างก็เสียชีวิตในขณะทำการทดลอง จนในปัจจุบันได้มีการนำเอาผลการคิดค้นทดลองของบุคคลผู้เสียสละมาพัฒนาให้ก้าวหน้าและปลอดภัยมากยิ่งขึ้น จึงถือได้ว่าบุคคลที่เสียสละไปนั้นเป็นบุคคลที่ทรงคุณค่าในประวัติศาสตร์การบิน


ในยุคเริ่มแรกเลยนั้น มนุษย์มีความคิดที่จะบินได้ดั่งนก ซึ่งปรากฎหลักฐานในเทพนิยายกรีกมีความว่า ไดดารัสและอิคารัส สองพ่อลูกถองจองจำไว้ในคุกที่เกาะครีตได้นำขนนกมาทาขี้ผึ้งและติดไว้ที่แขนเพื่อบินหนีออกจากคุก ในที่สุดก็ได้บินหนีออกจากคุกสำเร็จ แต่ทว่าเขาได้สนุกกับการบินมากเกินไปจึงได้เบินเข้าไปใกล้ดวงอาทิตย์มากจนเกินไป ขี้ผึ้งที่ทาไว้ได้ละลายจนทำให้ขนนกหลุดออกมา เขาจึงตกลงมาตาย ในปี ค.ศ. 1060 บาทหลวงไอเมอร์ซึ่งเป็นชาวอังกฤษ ได้เลียนแบบนกโดยติดปีกไว้ที่แขนและขาโดยโดลงมาจากยอดอาราม ผลปรากฏว่าเสียชีวิตคาที่






สองรูปนี้เป็นภาพวาดของสองพ่อลูกไดดารัสกับอิคารัส



ในปี ค.ศ. 1486 Leonado Da Vinci ได้วาดภาพบนผืนผ้าเลียนแบบปีกนก ซึ่งสามารถกระพือได้ มีชื่อว่า Ornithopter ปัจจุบันคือ Helicopter (Heli มาจากภาษากรีกแปลว่า ลอย Copter แปลว่าหมุน)








ต่อมาในปี 1853 Sir George Caylay วิศวกรชาวอังกฤษเป็นบุคคลแรกที่เห็นว่าการใช้ปีกนกไม่ได้ผล เนื่องจากมนุษย์เราใช้พลังงานกล้ามเนื้อไม่พอเมื่อเทียบกับนก เขาจึงได้ประดิษฐ์ปีกเลียนแบบว่าวมีหางพบว่ามีคุณสมบัติลอยตัวในอากาศ นอกจากนั้นเขายังได้คิดค้นทฤษฎีหลายๆอย่าง จึงได้ชื่อว่าเป็นบิดาแห่งศาสตร์การบิน ซึ่งจากการคิดค้นของเขานั้นเป็นพื้นฐานของเครื่องบินปีกตรึงในปัจจุบัน






ค.ศ. 1891 Otto Lilienthal ได้คิดค้นแผนแบบเครื่องร่อนโดยพัฒนารูปแบบมาจาก Caylay เขาได้ใช้วัสดุที่มีน้ำหนักเบา คือไม้สนุ่นเป็นโครงในการยึดผ้าใบ ในการทดลองของเขานั้นเขาได้วิ่งจากเชิงเขาและกระโดลงจากที่สูง แต่ในการทดลองครั้งสุดท้ายนั้นของชีวิตนั้นได้เกิดลมกรรโชกอย่างแรงทำให้เขาได้กระแทกกับพื้นเสียชีวิตในวันต่อมา








ค.ศ. 1900 Count Ferdinand Von Zeppelin ชาวเยอรมันได้คิดค้นพโยมนาวา(Airship) ซึ่งแน่นอนว่าจะก่อนหน้านี้จะต้องมี Balloon เกิดขึ้นมา หลักการก็คือใช้แก๊สร้อนซึ่งเบากว่าอากาศเป่าเข้าไปในถุงลม (คล้ายๆกับโคมลอยในบ้านเรา)Zeppelin ได้ประดิษฐ์โครงสร้างขนาดใหญ่ จุคนได้มาก โดยมีความคิดที่ว่าการที่จะลอยได้นั้นจะต้องเบากว่าอากาศ เขาจึงได้ใช้ก๊าซไฮโดรเจน พโยมนาวาที่มีชื่อเสียงมากที่สุดในสมัยนั้นก็คือ ไฮเดนเบิร์ก มีขนาดใหญ่และมีศักยภาพมากที่สุดในสมัยนั้น แต่ก็มีข้อเสียคือเกิดความยุ่งยาก มีขั้นตอนที่วุ่นวาย การที่จะเทียบพโยมาวาที่นั้นจะต้องลดระดับลอยให้ต่ำแล้วจึงให้คนใช้เชือกโรยตัวลงมาแล้วจึงลากมายึดกับหลักที่เตรียมไว้ (ลองนึกถึงลูกโป่งที่ลอยได้ การที่ผูกมันทีนั้นจะต้องผูกกับหลัก คิดดูว่านี่เป็นพโยมนาวาขนาดใหญ่ ขั้นตอนมันจะยุ่งยากสักแค่ไหน) แต่ก็เกิดเหตุโศกนาฏกรรมขึ้นเมื่อจะเข้าเทียบท่าที่นิวยอร์ค เกิดการระเบิดลุกไหม้ทั้งลำ จนบัดนี้ก็ยังหาสาเหตุที่แน่ชัดไม่ได้ว่าเกิดจากอะไร ล่าสุดบอกว่า เกิดStatic Discharge เพราะว่าในขณะที่จะเข้าเทียบนั้นสภาพอากาศแย่ ได้มีการบินวนถึงสองครั้ง พอถึงครั้งที่สามซึ่งจะเข้าเทียบ Static Discharge ได้ทำให้ผิวยานซึ่งเคลือบสารชนิดหนึ่งไว้เกิดประกายไฟ จึงลามมาโดน ก๊าซไฮโดรเจนซึ่งบรรจุไว้ภายในระเบิดลุกไหม้ทั้งลำ







จากเหตุการณ์ครั้งนี้ทำให้คนทั้งโลกโดยเฉพาะคนเยอรมันได้ตกตะลึงอย่างมากและได้เกิดความกังวลที่ว่าการเดินทางทางอากาศถือเป็นเรื่องเสี่ยงและอันตรายอย่างมากในยุคนั้น หลังจากนั้นได้เข้าสู่ยุคสองพี่น้องตระกูลไรท์ ทำให้พโยมนาวานั้นไม่ค่อยเป็นที่นิยมแพร่หลายมากนักเนื่องจากหยุดการพัฒนาทางด้านโครงสร้างเพียงแค่ใช้แค่การสังเกตการณ์เท่านั้น




ในปี ค.ศ. 1901 สองพี่น้องตระกูลไรท์ได้เริ่มทำการทดลองสร้างเครื่องร่อน และได้พัฒนาเครื่องร่อนนั้นมาจนสามารถติดตั้งเครื่องยนต์ได้ ได้ทำการบินครั้งแรกในวันที่ 17 ธ.ค. 1903 ซึ่งถือว่าวันนี้เป็นวันการบินโลก ในการบินครั้งนั้นยังไม่มี Ailerons มีเพียง Stabilizer เท่านั้น ดังนั้นการบังคับจึงต้องใช้การถ่ายน้ำหนัก เพื่อเปลี่ยนจุดศูนย์ถ่วง มีคันโยกเพื่อใช้บังคับ เวลาเลี้ยงนั้นเป็นแค่การเลี้ยวในวงกว้างๆ (คล้ายๆกับอาการ Side slip turn ในปัจจุบัน) การบินครั้งนั้นบินถือว่าไกลในสมัยนั้น ยังมีความเสี่ยงอยู่แต่ไม่มากเพราะว่าใช้ความสูงและความเร็วที่ต่ำ





นับจากวันนั้นมาจนถึงปัจจุบันได้ใช้เวลาเพียงแค่ร้อยปีเท่านั้น ในการพัฒนาให้ก้าวหน้าจนสามารถลดความเสี่ยงลงได้ ถือได้ว่ารวดเร็วอย่างมาก




ต่อมา Charles Lindbergh ได้ทำการ"บินเดี่ยว"ข้ามมหาสมุทรแอตแลนติคโดยไม่หยุดพักเป็นบุคคลแรก ใช้เครื่องบินที่ชื่อว่า Spirit of St. Louis ใช้ระยะทาง 3610ไมล์ ใช้เวลาทั้งหมด 33 ชม. และในช่วงเวลาใกล้เคียงกันได้มีวีรสตรีคนแรกบินข้ามหาสมุทรแอตแลนติคเช่นกัน หลังจากนั้นเธอได้บินหายตัวไปจนบัดนี้ก็ยังไม่มีข้อมูล เชื่อกันว่าเธอเสียชีวิตไปแล้ว






เมื่อมนุษย์ทำความคิดที่จะบินได้เป็นผลสำเร็จ บินได้นานขึ้นและปลอดภัยมากขึ้น จึงเกิดการพัฒนามาเป็น อันดับแรกคือ General Aviation คือการบินทั่วๆไปอันดับต่อมาเป็นตัวการสำคัญที่ทำให้เกิดเทคโนโลยีคือ Military เมื่อมนุษย์สามารถบินได้ ก็เริ่มเกิดความขัดแย้งในยุโรป โดยอากาศยานใช้คู้กับ Balloon ซึ่ง Balloonได้ใช้สังเกตการณ์ข้าศึก (จึงเป็นเป้านิ่งได้อย่างดีที่จะให้ข้าศึกสอยเล่น นับได้ว่าเสี่ยงอย่างมาก ความคืดที่จะใช้ Balloon จึงหมดไป) ซึ่งในทาง Military เองนั้นไดนำการบินไปใช้ในการสงคราม ซึ่งตัวเทคโนโลยีต่างๆที่ใช้ในการสงคราม ภายหลังได้ถูกนำมาพัฒนาประยุคเข้ากับการขนส่งในปัจจุบัน อาจจะพูดได้ว่าเทคโนโลยีทางการทหารจะนำหน้าพลเรือนอยู่ก้าวหนึ่ง เช่นความต้องการที่จะใช้อากาศยานที่บินเร็วกว่าข้าศึก มีสมรรถนะเหนือกว่า จึงได้เกิดการพัฒนาเครื่องยนต์ Jet ซึ่งได้นำไปติดตั้งกับ Me 262 ของเยอรมัน ถือว่าเป็นเครื่องบินเจ็ทลำแรกของโลกในการสงคราม ภายหลังสงครามสงบจึงได้มีการพัฒนาไปติดตั้งให้กับเครื่องบินโดยสาร จุดประสงค์ก็คือใช้ในการขนส่ง


หลังจากนี้จะกล่าวถึงยุคในการพัฒนาอากาศยานหลังจากยุคค้นพบ ซึ่งจะมีรายละเอียดปลีกย่อยหลายหัวข้อมาก จึงขอยกตัวอย่างในสิ่งหลักๆมาให้ดูกัน อาจจะเป็นความรู้เล็กๆน้อยๆได้เป็นอย่างดี


ในยุคนี้มนุษย์มีความกระหายในการทำลายล้าง สงครามโลกครั้งที่หนึ่งนั้นอเมริกาได้ขายลิขสิทธิ์การติดตั้งปืนบนเครื่องบินให้กับเยอรมัน โดยเจ้าสิ่งนี้แหละเรียกว่า Interrupt Gear ซึ่งจะทำงานโดยให้กระสุนปืนยิ่งผ่านใบพัดอากาศยานไปได้ และอังกฤษได้มีการติดตั้งพลปืนหลังอีกด้วย ข้อเสียของพลปืนหลังก็คือการยิงโดนหางตัวเอง การที่เพิ่มน้ำหนักของอากาศยานทำให้ความคล่องตัวต่ำลง (ถ้าใครเคยดูหนังเรื่อง Fly Boy ลองจินตนาการภาพตาม)




เมื่อมาจนถึงยยุคสงครามโลกครั้งที่สองได้มีความคิดที่ว่าเครื่องบินจะต้องมีสมรรถนะที่สูงกว่าข้าศึก บินเร็วกว่าจึงจะมีความได้เปรียบ ซึ่งเจ้าเครื่องเจ็ทที่ว่านี้คือ Me 262 เป็นของชาติเยอรมัน ซี่งทำความเร็วได้ถึง 600 กม./ชม. เมื่อมีข้อดีก็ต้องมีข้อเสีย คือกินน้ำมันในปริมาณที่มากมายมหาศาล และเนื่องด้วยความเร็วที่มากมายนักบินจึงไม่คุ้นเคย ยากต่อการควบคุม ในปัจจุบันได้เหลือเพียงสามลำในโลก (เคยติดตามข่าวว่ามีการทำการบินอีกครั้ง ซึ่งเป็นเครื่องที่สร้างขึ้นมาใหม่แต่อาจจะไม่ใช่เครื่องที่สร้างสมัยสงครามโลก คือมีการนำพิพม์เขียวมาสร้างใหม่)



เมื่ออากาศยานบินเร็วขึ้นปีกแบบเก่าๆนั้นก็จะต้องเกิดการพัฒนาแปรเปลี่ยนคุณสมบัติทางอากาศพลศาสตร์ไปตามความเร็วของเครื่องบินด้วย จึงมีการคิดค้นในรูปแบบต่างๆของปีก เช่นการลู่ปีกไปข้างหลังก็จะสามารถบินได้ที่ย่านความเร็วสูงขึ้น และยังช่วยลดแรงต้านอีกด้วย การพัฒนาของเครื่องยนต์โดยมีปัจจัยสำคัญที่สุดในยุคนั้นคือความเร็ว (สมัยนั้นยังไม่ค่อยตระหนักถึงเรื่องสภาพแวดล้อมและความสิ้นเปลืองเท่าไหร่) โลกเราในสมัยนั้นจึงถือว่าแคบลงทันตาเห็น


นอกเหนือจากตัวอากาศยานเองแล้ว ยังมีการพัฒนาทางด้านอุปกรณ์เพื่อช่วยลดความเสี่ยง เช่น อุโมงลม คอมพิวเตอร์ และโปรแกรมคอมพิวเตอร์ต่างๆ อุโมงลมนั้นมีประวัติมายาวนานซึ่งในยุคของสองพี่น้องนั้นก็มีหลักฐานว่ามีการทดสอบแพนอากาศด้วยอุโมงลมซึ่งทำขึ้นมาจากไม้ โดยถือหลักการที่ว่าอากาศยานไหลปะทะกับอากาศ และ อากาศไหลปะทะกับอากาศยานมีลักษณะที่เหมือนกัน แต่ข้อเสียของอุโมงลมอย่างแรกคือ Scale Effect ถ้าเราลองเอาอากาศยานลำใหญ่โตมาทดสอบ ลองคิดดูเล่นๆว่าจะต้องใช้อุโมงลมที่มีขนาดใหญ่แค่ไหน จึงต้องมีการสร้างโมเดลเสมือนจริงขึ้นมาทดสอบหาค่าต่างๆ ส่วนในเรื่องของสัดส่วนนั้นก็ว่าด้วยเรื่องทางวิศวกรรมกันต่อไป ส่วนข้อเสียอีกประการหนึ่งก็คือแพงมาก ยิ่งมีลูกเล่นมากกหรือขนาดที่ใหญ่มากๆก็จะแพงตาม


อุโมงลมของสองพี่น้องไรท์ ถึงแม้ว่ามันจะไม่ใช่อันแรกของโลก แต่ก็ยุคนั้นถือว่าทันสมัยมากทีเดียว


อุโมงลมนั้นแบ่งได้ง่ายๆคือ Low speed wind tunnel ใช้ควันที่เกิดจากการเผาไหม้ของพาราฟินไปใส่ใน Smoke generator แล้วจึงพ่นในอุโมงลม จะแสดงผลเป็นการไหลแบบสามมิติ ส่วนอีกแบบหนึ่งนั้นจะเป็น High speed wind tunnel ซึ่งจะใช้เทคโนโลยีขั้นสูง ใช้สำหรับเครื่องบินที่บินที่ความเร็วสูงโดยจะไม่ใช้ควัน เมื่อให้อากาศไหลผ่านโมเดลด้วยความเร็วสูงก็จะเกิดการอัดตัวของอากาศทำให้เกิดความหนาแน่นของอากาศที่แตกต่างกัน ตรงที่อากาศเกิดการอัดตัวนี่แหละจะฉายแสงเข้าไป ตามหลักการที่ว่าความหนาแน่นแตกต่างกันแสงก็จะเกิดการหักเห ทำให้สามารถศึกษาพฤติการการไหลของอากาศความเร็วสูงได้


จะเห็นได้ว่าโมเดลจะต้องมีสัดส่วนที่ถูกต้องจากของจริง ไม่งั้นจะทำให้ค่าที่ได้ผิดพลาดออกไป



ส่วนภาพนี้จะเป็นอุโมงลมความเร็วสูง ใช้หลักการการอัดตัวของอากาศซึ่งจะทำให้เกิดความหนาแน่นที่แตกต่างกัน แล้วหลังจากนั้นจึงฉายลำแสงเข้าไปเพื่อดูลักษณะการหักเหของแสง



อุปกรณ์ชนิดต่อไปก็คือ คอมพิวเตอร์และโปรแกรม ในสมัยก่อนนั้นการที่จะทดลองในเรื่องใดเรื่องหนึ่งนั้นจะต้องมีการสร้างอุปกรณ์ขึ้นมาและนำไปทดลองจริงๆ ซึ่งถือว่าเป็นเรื่องที่เสี่ยงมาก แต่ในสมัยนี่ได้มีการนำเอาคอมพิวเตอร์มาช่วยในการจำลองสถานะการณ์ต่างๆโดยไม่ต้องไปเสี่ยงทำจริงๆ ส่วนในเรื่องโปรแกรมนั้นเพียงแค่เขียนมันขึ้นมาแล้วเราใส่ค่าที่ได้จากการทดลอง โปรแกรมก็จะคำนวนให้ทันที นับว่าเป็นเรื่องที่สะดวกอย่างมาก เพียงแต่ในปัจจุบันถือว่าเป็นเรื่องของทรัพย์สินทางปัญญา การที่เราจะซื้อขายนั้นยังทำได้ลำบากอยู่





จะเห็นได้ว่ากว่าที่การบินจะก้าวหน้าเติบโตมาในยุคปัจจุบัน ก็จะต้องมีการประดิษฐ์คิดค้นทดลองที่แลกด้วยความลำบาก ระยะเวลา ความพยายาม ความเสียสละ หรือแม้กระทั่งชีวิตของบุคคล ไปจนถึงการเข่นฆ่าทำลายล้าง เมื่อมนุษย์มีกระหายในสงครามก็จะมีการแข่งขันประดิษฐ์เทคโนโลยีเพื่อให้เหนือกว่าฝ่ายตรงข้าม เมื่อมนุษย์ได้เห็นว่ามันไม่ใช่เรื่องดีจึงนำเทคโนโลยีเหล่านั้นมาใช้ให้เกิดประโยชน์ในทางที่ดีแก่มวลมนุษยชาติดั่งเช่นทุกวันนี้

โดย บุปผาชน-Aviation Technology, KASETSART Engineering