อากาศพลศาสตร์คืออะไร

อากาศพลศาสตร์คืออะไร 

(จาก เรื่อง What is aerodynamics ? ของ Kelvin Chua จาก Young Scientist No. 80, 1997 p.5) โดย ประสาน สร้อยธุหร่ำ 

        อากาศพลศาสตร์ (aerodynamics) เป็นการศึกษาเกี่ยวกับแรงที่อากาศกระทำต่อวัตถุ ในขณะที่วัตถุนั้นเคลื่อนที่ผ่านอากาศวัตถุอาจเป็นเครื่องบิน เรือ และวัตถุอื่น ๆ นักวิทยาศาสตร์ วิศวกร สถาปนิก ได้ศึกษาถึงแรงดังกล่าว เพื่อนำความรู้มาออกแบบ และสร้างเครื่องบินหรือยวดยานอื่นๆ ที่ต้องเกี่ยวข้องกับแรงที่อากาศจะกระทำต่อสิ่งเหล่านั้น
 
        ปัจจุบัน นอกจากนักออกแบบและผู้สร้างอากาศยานทั้งหลาย จะนำหลักของอากาศพลศาสตร์มาใช้ในการออกแบบหรือปรับปรุง รูปแบบเครื่องบิน เรือดำน้ำและยวดยานอื่นๆ แล้วสถาปนิกยังได้นำ หลักการเดียวกันนี้มาใช้ในการออกแบบสิ่งก่อสร้างต่าง ๆ เช่น สะพาน ตึกระฟ้า และอื่น ๆ ให้สามารถมีความคงทนต่อแรงลมด้วย

        อากาศพลศาสตร์เกี่ยวข้องกับแรงที่อากาศกระทำต่อวัตถุที่กำลังเคลื่อนที่ 2 แรง คือ แรงยก และแรงฉุด เนื่องจากปีกเครื่องบินมีลักษณะโค้งทางด้านบน โดยขอบด้านหนึ่งสูง แล้วลาดลงไปยังอีกข้างหนึ่ง ส่วนด้านล่างของปีกแบนราบ (ดังรูป)

        ดังนั้นขณะเครื่องบินเคลื่อนที่ผ่านอากาศ อากาศที่เคลื่อนที่เหนือปีกเครื่องบินจึงมี ความเร็วกว่าอากาศที่เคลื่อนที่ใต้ปีกเครื่องบิน เป็นเหตุให้ความดันอากาศใต้ปีกเครื่องบิน มีค่ามากกว่าความดันอากาศเหนือปีกเครื่องบิน จึงทำให้เกิดแรงยกกระทำต่อ เครื่องบินให้ลอยได้ในอากาศขณะเครื่องบินกำลังบิน
 
        แรงฉุดเป็นแรงที่อากาศต้านการเคลื่อนที่ไปข้างหน้าของ วัตถุ แรงฉุดจะมากหรือน้อยขึ้นอยู่กับรูปร่างของวัตถุยิ่งวัตถุมีรูปร่าง เพรียว แรงฉุดก็ยิ่งน้อยลง ดังนั้น การออกแบบยานพาหนะต่าง ๆ เช่น เครื่องบิน รถไฟ รถยนต์ รถบรรทุก เรือ จึงพยายามให้มีรูปร่างเพรียวเพื่อให้เกิดแรงฉุด น้อยที่สุด เครื่องบินที่มีแรงฉุดน้อยความต้องการพลังเครื่องยนต์เพื่อการบินก็น้อยลงด้วย จึงทำให้มีการพัฒนาการออกแบบและสร้างเครื่องบินเพื่อลดแรงฉุด การที่จะให้เครื่องบิน ลอยตัวอยู่ในอากาศนั้นอาศัยเพียงแรงยกของปีกเครื่องบินอย่างเดียวก็เพียงพอ แต่เมื่อ มีแรงจากเครื่องยนต์ที่หมุนใบพัดให้เกิดแรงขับดันไปข้างหน้า จึงทำให้เครื่องบินลอยตัว และเคลื่อนที่ไปในอากาศได้