มิติใหม่แห่งอากาศยาน เครื่องบินโดยสารความเร็วเหนือเสียง

เทคโนโลยีการบิน หนึ่งในวิทยาการที่ได้รับการส่งเสริมอย่างต่อเนื่อง ด้วยการเป็นหนึ่งในพาหนะไม่กี่ชนิดที่สามารถใช้เดินทางข้ามทวีป นอกจากผลักดันให้เข้าสู่การใช้พลังงานสะอาด หลายภาคส่วนจึงทยอยพัฒนาเพื่อยกระดับประสิทธิภาพของอากาศยานที่ใช้งานในปัจจุบัน

 

          นำไปสู่การเกิดขึ้นของเครื่องบินโดยสาร Supersonic เพื่อเพิ่มความสะดวกในการเดินทางข้ามทวีปขึ้นมา

Supersonic คืออะไร? เร็วขนาดไหน?

 

          ช่วงที่ผ่านมาหลายท่านอาจเคยได้ยินเกี่ยวกับ Hypersonic จากขีปนาวุธกันมาบ้าง ความสำเร็จของรัสเซียและการล้มเหลวของสหรัฐฯถือเป็นแรงกระเพื่อมทางการเมืองครั้งใหญ่ แต่หลายท่านอาจสงสัยกันอยู่บ้างว่า Hyper sonic คืออะไร? แล้วมันเหมือนหรือแตกต่างจาก Super sonic ที่เรามักได้ยินจากเครื่องบินรบแค่ไหน?

 

          อันที่จริงทั้งสองคำคือย่านความเร็วในการเคลื่อนที่ของวัตถุเมื่อเทียบกับเสียง โดยความเร็วเสียงตามปกติเมื่อเคลื่อนที่ไปในอากาศอยู่ที่ 346 เมตร/วินาที ถูกเรียกว่า 1 มัค(Mach) ส่วนย่านความเร็วของอากาศยานจะถูกแบ่งออกเป็น 4 ช่วงตามระดับความเร็วการเคลื่อนที่ ได้แก่

          1. Subsonic ย่านความเร็วระดับต่ำกว่าเสียง เป็นความเร็วที่พบได้ทั่วไป อากาศยานในกลุ่มนี้/ได้แก่ เครื่องบินใบพัด เฮลิคอปเตอร์ และอากาศยานทั่วไป

 

          2. Transonic ความเร็วใกล้เคียงเสียง อยู่ที่ราว 346 เมตร/วินาที หรือ 1,236 กิโลเมตร/ชั่วโมง สามารถพบได้ตามเครื่องบินโดยสารเชิงพาณิชย์ทั่วไป

 

          3. Supersonic ระดับความเร็วเหนือเสียง เป็นระดับความเร็วที่เริ่มทำให้เกิดคลื่อโซนิคบูมเมื่อเคลื่อนที่ สร้างภาระให้แก่ทั้งตัวเครื่องและนักบิน เป็นระดับความเร็วที่ใช้กับเครื่อง Concorde ไปจนเครื่องบินขับไล่ทุกชนิด

 

          4. Hypersonic ระดับตความเร็วเหนือเสียงหลายเท่า ซึ่งจะสร้างผลกระทบในการเคลื่อนที่อย่างมาก เป็นระดับความเร็วของจรวด, กระสวยอวกาศ ไปจนขีปนาวุธรุ่นใหม่บางชนิด

ปกติอากาศยานส่วนมากจะอยู่ในระดับความเร็วต่ำกว่าเสียงหรือความเร็วเสียงเป็นหลัก ด้วยนี่คือขีดจำกัดในการสร้างอากาศยาน การเข้าสู่ความเร็วในระดับสูงกว่านั้นสิ่งที่เกิดขึ้นตามมาคือ โซนิคบูมที่พร้อมจะฉีกเครื่องบินทั้งลำให้เป็นจุณกลางอากาศ เครื่องบินที่ใช้งานความเร็วระดับนี้จำเป็นต้องได้รับการออกแบบเฉพาะทาง เช่นเดียวกับนักบินต้องได้รับการฝึกฝนเข้มงวดเพื่อทนรับแรงกดอากาศ ในอดีตนี่จึงเป็นเทคโนโลยีที่ใช้งานกับเครื่องบินรบเป็นหลัก

 

          แต่ทุกอย่างกำลังจะเปลี่ยนไปเมื่อล่าสุดกำลังจะมีการนำเครื่องบินซุปเปอร์โซนิคมาเปิดให้มีเที่ยวบินเชิงพาณิชย์

 

          มิติใหม่แห่งอากาศยาน เครื่องบินโดยสารที่เร็วและเป็นมิตร

 

          เทคโนโลยีนี้เกิดขึ้นได้จากบริษัท Boom Supersonic ทำการพัฒนาเครื่องบิน Overture เครืองบินเชิงพาณิชย์ความเร็วเหนือเสียง และจะมีความเร็วมากกว่าเครื่องบินพาณิชย์ทั่วไปถึง 2 เท่า จนปัจจุบันมีการสั่งซื้อทั้งจากทาง United Airlines และ Japan Airlines แม้ว่าเครื่องบินจะยังอยู่ในขั้นตอนการพัฒนาก็ตาม

 

          โดยตัวเครื่อง Overture มีศักยภาพในการจุผู้โดยสารได้ราว 65 – 80 คน สามารถบินด้วยความเร็วมากสุด 1.7 มัค(2,092กิโลเมตร/ชั่วโมง) ขับเคลื่อนด้วยเครื่องยนต์ขนาดเล็กสี่ตัวติดตั้งอยู่บริเวณปีก โดยตัวปีกมีความกว้างราว 32.3 เมตร ยาว 61.3 เมตร และได้รับการออกแบบเป็นพิเศษเพื่อเพิ่มความปลอดภัยรวมถึงประสิทธิภาพของเครื่องยนต์

 

          จุดเด่นประการสำคัญของ Overture ในฐานะเครื่องบินเร็วเหนือเสียงคือ การใช้ sustainable aviation fuels เชื้อเพลิงชีวภาพอากาศยานซึ่งมีคุณสมบัติลดการปล่อยคาร์บอนน้อยจนเกือบเป็นศูนย์ได้ 100% ซึ่งจะช่วยส่งเสริมการอนุรักษ์สิ่งแวดล้อมและลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกสู่ชั้นบรรยากาศ

 

          อีกหนึ่งคุณสมบัติเด่นของเครื่องบินชนิดนี้คือ การทำงานของเครื่องบินรุ่นนี้มีความเงียบกว่าเครื่องบินชนิดอื่นมาก เมื่อเทียบกับเครื่องบินความเร็วเหนือเสียงชนิดอื่นที่มักเกิดเสียงดังเกินไปจากโซนิคบูม อย่างที่เกิดกับเครื่อง Concorde เครื่องบินความเร็วเหนือเสียงที่เคยทำการในปี 1969 - 2003 เป็นสาเหตุสำคัญทำให้การใช้งานเครื่องบินความเร็วเหนือเสียงเชิงพาณิชย์เกิดขึ้นได้ยาก เนื่องจากเมื่อเข้าใกล้แหล่งชุมชนเครื่องบินจะต้องชะลอความเร็ว จนเสียจุดเด่นของเครื่องชนิดนี้ไป

 

          ปัญหานี้คือสิ่งที่ได้รับการแก้ไขจาก Overture จากเครื่องยนต์ไร้เสียง เมื่อทำงานจะปราศจากเสียงจุดระเบิด และเป็นเครื่องบินที่ติดตั้งระบบลดเสียงรบกวน จึงสามารถทำงานและรักษาระดับความเร็วไว้ได้แม้อยู่ในเขตชุมชน และทำให้เสียงที่ออกมาจากตัวเครื่องเบากระทั่งตอนเทคออฟ จนสามารถนำมาใช้งานจริงในเชิงพาณิชย์ได้ในที่สุด

 

          ด้วยความเร็วของเครื่องบินชนิดนี้จะทำให้การเดินทางจากนิวยอร์กสู่ลอนดอน จากเดิมที่ใช้เวลาถึง 7 ชั่วโมงในแต่ละเที่ยวบินลดเหลือเพียง 3.5 ชั่วโมง ช่วยประหยัดระยะเวลาในแต่ละเที่ยวบินลงมาก โดยตัวเครื่องจะเริ่มทดสอบการบินในแคลิฟอร์เนียช่วงปี 2026 และคาดว่าจะพร้อมสำหรับให้บริการภายในปี 2029

 

          แน่นอนว่านี่ไม่ใช่เครื่องบินเร็วเหนือเสียงลำแรกที่เกิดขึ้นในเชิงพาณิชย์ นอกจากโครงการในอดีตที่ไม่ประสบความสำเร็จ อีกบริษัทที่มีแนวคิดแบบเดียวกันคือ NASA กับเครื่อง X-59 ที่กำลังจะทดสอบการบินในช่วงปลายปี 2022 และทดสอบเที่ยวบินในเขตชุมชนในปี 2024 ซึ่งอาจนำไปสู่การเปลี่ยนข้อบังคับการบินและน่านฟ้าให้เข้าสู่โลกเร็วเหนือเสียงในที่สุด

 

          คาดว่าในอีกไม่ช้าเมื่อเทคโนโลยีและการเปลี่ยนแปลงข้อบังคับทั่วโลกเสร็จสิ้น เราคงได้มีโอกาสสัมผัสเครื่องบิน Supersonic ในสักวัน

 

 

 

 

          ที่มา

 

          https://interestingengineering.com/boom-supersonic-concorde-like-overture-1300

 

          https://boomsupersonic.com/flyby/post/its-about-time-for-a-bold-new-era-of-supersonic-flight

 

          https://interestingengineering.com/nasa-supersonic-x-59-passes-key-tests

 

          https://www.bangkokbiznews.com/business/932227

 

          https://www.scimath.org/article-physics/item/8677-supersonic