Monday, January 14, 2013

เครื่องบินพลังแสงอาทิตย์ที่ไม่ต้องลงจอดเลย เป็นไปได้หรือไม?


เครื่องบินพลังแสงอาทิตย์ที่ไม่ต้องลงจอดเลย เป็นไปได้หรือไม?

ประกอบ คุปรัตน์
Pracob Cooparat
E-mail: pracob.cooparat@gmail.com

เรียบเรียงจาก “SOLAR POWERED AIRCRAFTS - ARE THERE AIRCRAFT  THAT NEVER NEEED TO LAND???” จาก SolarImpulse.com

Keywords: การบิน, aviation, การขนส่ง, transportation, เครื่องบินพลังแสงอาทิตย์, solar-powered plane, HB-SIA, HB-SIB, Solar Impulse

เครื่องบินที่สามารถบินอยู่ได้ในอากาศแบบต่อเนื่อง โดยไม่ต้องลงจอดเลยคือเครื่องบินพลังแสงอาทิตย์ขององค์การอวกาศสหรัฐ (NASA) ชื่อ Helios เป็นเครื่องบินน้ำหนักเบา โดยใช้การควบคุมจากทางไกล ไม่มีคนขับ มีความกว้างของปีก 75 เมตร น้ำหนักรวม 600 กิโลกรัม ใช้พลังจากแสงอาทิตย์ร่วมด้วยระบบ Fuel-cell โดยในตอนกลางวันใช้พลังจากแสงอาทิตย์ และในตอนกลางวันพลังแสงอาทิตย์ส่วนหนึ่งใช้แยกน้ำออกเป็นไฮโดรเจนและออกซิเจน ซึ่งจะถูกเก็บแยกออกจากกัน เพื่อจะใช้เป็นพลังงานในการบินตอนกลางคืน เมื่อมีการเผาไหม้ ออกซิเจนและไฮโดรเจนจะกลายเป็นน้ำที่จะจัดเก็บไว้ใช้เป็นส่วนจำเป็นในกระบวนการผลิตไฟฟ้าต่อไป

ภาพ เครื่องบินพลังแสงอาทิตย์ของ NASA ชื่อ  Helios 


ภาพ เครื่องบินพลังแสงอาทิตย์แบบปีกตรง บินได้ระยะไกล ชื่อ Solar Impulse ที่ตั้งเป้าจะบินรอบโลกในเวลา 20-25 วัน โดยไม่ต้องใช้น้ำมันสักหยด

ส่วนเครื่องบินพลังแสงอาทิตย์ Solar Impulse ในยุโรป เป็นเครื่องบินใช้คนขับ มีวัตถุประสงค์บินระยะไกล เป้าหมายคือบินรอบโลกในเวลา 20-25 วัน โดยอาศัยวิทยาการที่ใช้พัฒนาโดย สถาบันเทคโนโลยีแห่งเมืองโลซาน (École Polytechnique Fédérale de Lausanne) ประเทศสวิสเซอร์แลนด์ โครงการนี้ส่งเสริมโดยการนำของ Bertrand Piccard ซึ่งเคยเป็นนักบินที่ได้เดินทางรอบโลกโดยไม่หยุด โดยบัลลูนที่ลอยตัวในระดับสูง

เครื่องบิน Solar Impulse นี้ เป็นการพัฒนาในรุ่นที่สองเรียกว่า HB-SIB ซึ่งในรุ่นแรกที่ได้ทดสอบบินไปแล้วเรียกว่า HB-SIA สำหรับเงินทุนที่ใช้สนับสนุนโครงการนี้ทั้งหมดประมาณ 150  ล้านเหรียญสหรัฐ หรือ 4500 ล้านบาทไทย

เครื่องบินรุ่น HB-SIB จะมีขนาดใหญ่กว่ารุ่นแรกเล็กน้อย มีห้องโดยสารที่สบายขึ้น เพราะต้องรองรับผู้โดยสารได้ในเวลา 20-25 วัน โดยรายละเอียดของเครื่องบินมีดังนี้

คนขับ (Crew): 1
น้ำหนักบรรทุก (Payload): Lithium Batteries: 450 กก. (capacity: 200 Wh/kg = 90 KWh)
ความยาว (Length): 21.85 เมตร (71.7 ft)
ความกว้างของปีก (Wingspan): 63.4 เมตร (208 ft)
ความสูง (Height): 6.40 เมตร (21.0 ft)
พื้นที่ปีกที่ใช้เพื่อติดตั้งแผงเซลล์แสงอาทิตย์ (Wing area): จำนวน 11,628 เซลล์ (Photovoltaic cells): ใช้พื้นที่ 200 ตารางเมตร (2,200 sq ft)
น้ำหนักเครื่องบิน (Loaded weight): 1,600 กก. (3,500 lb)
น้ำหนักเมื่อเครื่องขึ้น (Max takeoff weight): 2,000 กก. (4,400 lb)
พลังเครื่องรวม (Power plant): จากมอเตอร์ไฟฟ้า 4 ตัว (electric motors) ให้พลังตัวละ 10 แรงม้า (HP)
ความเร็วเมื่อออกบิน (Take-off speed): 35 กม./ชั่วโมง (22 mph)
สมรรถนะ บินได้ด้วยความเร็ว (Cruise speed): 70 กม./ชั่วโมง (43 mph)
สามารถบินต่อเนื่องได้ (Endurance): 36 ชั่วโมง
เพดานบินปกติ (Service ceiling): 8,500 เมตร (27,900 ft) เพดานบินสูงสุด (Maximum altitude): 12,000 เมตร (39,000 ft)

ข้อจำกัดคือในช่วงการบินกลางคืน ซึ่งไม่มีพลังแสงอาทิตย์มาเติม ต้องบินด้วยพลังจากแบตเตอรี่ที่ชาร์จไฟฟ้าได้ในช่วงกลางวัน ซึ่งในช่วงที่ดีที่สุด จะมีพลังขับเคลื่อนได้เฉลี่ย 8HP (6 kW) สามารถบินได้ 24 ชั่วโมง ซึ่งเท่ากับพลังเครื่องบินของพี่น้องตระกูลไรท์ (Wrights Brothers) ที่บินเมื่อปี ค.ศ. 1903 ข้อจำกัดนี้เป็นผลจากเทคโนโลยีแบตเตอรี่ที่ดีที่สุดในปัจจุบันยังเป็นข้อจำกัดอยู่ หากแบตเตอรี่รุ่นใหม่จะมีพลังงานที่มากขึ้น และมีน้ำหนักที่ลดลง การบินระยะไกลดังกล่าวจะง่ายขึ้นและเป็นไปได้มากขึ้น