อากาศยานพาณิชย์ขนาดใหญ่อย่าง Airbus A320 นั้นลงจอดที่ความเร็วมากกว่า 240 กิโลเมตร/ชั่วโมง บนทางวิ่งที่มีความยาวเพียงไม่กี่กิโลเมตรเท่านั้น ด้วยมวลที่มหาศาลของ “อากาศยาน” ร่วมกับความเร็วที่สูงเช่นนี้ สงสัยหรือไม่ว่าอากาศยานสามารถลดความเร็วอย่างรวดเร็วได้อย่างไรโดยที่ไม่แล่นเลยทางวิ่งไป
ในบทความนี้เราจะมารู้จักกับ “ระบบเบรก” แต่ละชนิดของอากาศยานที่มีมากถึง 4 ระบบด้วยกัน เพื่อให้มั่นใจว่าอากาศยานสามารถหยุดได้ทันท่วงที
ระบบเบรกที่ดูจะเข้าใจง่ายและเห็นได้อย่างชัดเจนก็คือระบบเบรกที่ล้อลงจอดของเครื่องบิน โดยที่ล้อลงจอดหลักของเครื่องบินทุกล้อมีจานเบรกขนาดใหญ่ติดตั้งไว้ เพื่อใช้สำหรับชะลอความเร็วของเครื่องบินขณะที่ล้อแตะพื้นอยู่
หลักการทำงานของเบรกบนล้อเครื่องบินนั้นคล้ายกับหลักการทำงานของเบรกบนรถยนต์ทั่วไปมาก เบรกบนเครื่องบินมีแม้กระทั่งระบบ ABS เหมือนกับเบรกของรถยนต์
สิ่งที่แตกต่างออกไปก็คือการที่เบรกของเครื่องบินมีขนาดใหญ่กว่า และมีระบบระบายความร้อนที่มีประสิทธิภาพกว่า เบรกของเครื่องบินมีพัดลมสำหรับระบายความร้อนติดตั้งไว้ด้วย ทั้งนี้เพราะว่าการเบรกเครื่องบินนั้นสร้างความร้อนให้กับจานเบรกมหาศาล จึงจำเป็นต้องมีระบบระบายความร้อนเพื่อไม่ให้เบรกร้อนเกินไปจนอาจติดไฟได้
นอกจากนี้ ระบบจานเบรกบนเครื่องบินยังเป็นระบบเบรกแบบ “Differential” อีกด้วย หมายความว่าเครื่องบินสามารถเบรกล้อใดล้อหนึ่งได้มากกว่าอีกล้อหนึ่ง ทั้งนี้เพื่อช่วยให้เครื่องบินเลี้ยวได้ด้วยการความแตกต่างของการออกแรงเบรก เนื่องจากการควบคุมทิศทางบนพื้นทางวิ่งขณะที่เครื่องบินมีความเร็วสูงนั้นทำได้ยาก ปกติแล้วการเลี้ยวของเครื่องบินจะอาศัยการควบคุมล้อหน้าของเครื่องบิน แต่ที่ความเร็วสูงนั้น ล้อหน้าอาจไม่สามารถรับแรงกระทำจากการเลี้ยวได้ จึงจำเป็นต้องอาศัยระบบเบรกและหางเสือในการช่วยเลี้ยว
ในเครื่องบินที่ติดตั้งเครื่องยนต์ Turbofan อย่าง Airbus A320 นั้น เครื่องยนต์สามารถช่วยเครื่องบินเบรกได้ด้วยสิ่งที่เรียกว่า “Thrust Reverser” ซึ่งเป็นการเปิดช่องลมบนเครื่องยนต์ของเครื่องบินเพื่อให้อากาศนั้นถูกดันออกไปข้างหน้าของเครื่องบินแทนที่จะถูกดันไปข้างหลัง ทั้งนี้เพื่อสร้างแรงผลักย้อนกลับและลดความเร็วของเครื่องบินลง
นอกจากเครื่องยนต์ Turbofan แล้ว เครื่องยนต์ Turboprop ยังสามารถถูกออกแบบให้มีระบบ Thrust Reverser ได้อีกด้วย
ระบบ Thrust Reverser นั้นไม่ใช่ระบบเบรกหลักของเครื่องบิน แต่เป็นระบบเสริม โดยปกติแล้ว เบรกบนล้อของเครื่องบินนั้นเพียงพอต่อการหยุดของเครื่องบินบนรันเวย์ที่มีความยาวมากพอ การเพิ่มระบบ Thrust Reverser เข้ามานั้นนอกจากจะช่วยให้เครื่องบินสามารถลดความเร็วได้ดีขึ้นและลงจอดด้วยรันเวย์ที่สั้นลงได้แล้ว ยังช่วยลดภาระที่อาจเกิดขึ้นกับระบบเบรกได้อีกด้วย ในกรณีที่รันเวย์มีความยาวมากพอ นักบินอาจจะตัดสินใจใช้เบรกหลักในการลดความเร็วน้อยลง และอาศัยการใช้งาน Thrust Reverser มากขึ้น เพื่อลดความร้อนที่เกิดขึ้นกับเบรก เนื่องจากหากเบรกมีความร้อนสูงเกิน นักบินจะต้องรอจนกว่าเบรกจะเย็นจึงจะสามารถบินขึ้นใหม่ได้นั่นเอง
นอกจากการใช้งานเพื่อการเบรกแล้ว Thrust Reverser ยังสามารถถูกใช้ในการเดินเครื่องถอยหลังของเครื่องบินได้ เช่น ระหว่างการถอยเครื่องบินออกจาก Gate อย่างไรก็ตาม การถอยหลังหรือ Push Back ด้วย Thrust Reverser นั้นมักจะถูกห้ามเกือบทุกกรณี เนื่องจากแรงลมจากการผลักอาจสร้างความเสียหายให้กับท่าอากาศยานได้
ในเครื่องบินทหาร Thrust Reverser อาจถูกนำไปใช้ในการช่วยลดความเร็วของเครื่องบินกลางอากาศได้ อย่างไรก็ตาม แทบไม่มีการใช้ Thrust Reverser ในการลดความเร็วในเครื่องบินพาณิชย์เลยเนื่องจากอาจสร้างความเสียหายแก่เครื่องยนต์และโครงสร้างของเครื่องบินได้
ระบบเบรกระบบที่สาม คือ “Air Brake” ซึ่งเป็นระบบเบรกระบบเดียวที่สามารถใช้งานได้ระหว่างที่เครื่องบินขึ้นบินอยู่ มีชื่อเรียกอีกชื่อหนึ่งว่า “Spoiler” ถูกติดตั้งอยู่บนบริเวณปีกของเครื่องบิน และจะกางออกเมื่อถูกใช้งาน หลักการทำงานคือการเพิ่มแรงต้านอากาศเพื่อลดความเร็วของเครื่องบินลง
นอกจากการใช้งานกลางอากาศเพื่อลดความเร็วแล้ว Air Brake ยังถูกใช้ระหว่างการลงจอดของเครื่องบินด้วย อย่างไรก็ตามจุดประสงค์ของการใช้ Air Brake ระหว่างการแตะพื้นของเครื่องบินนั้นไม่ใช่เพื่อลดความเร็ว แต่เพื่อรบกวนการสร้างแรงยกของปีก ทำให้ปีกสูญเสียแรงยกและไม่สามารถลอยขึ้นมาได้อีก ทั้งนี้เพื่อป้องกันการเด้งกับขึ้นสู่อากาศของเครื่องบินระหว่างการลงจอด
ระบบเบรกระบบที่สี่นั้นคือ “Drogue Parachute” มักถูกใช้งานในเครื่องบินทหารมากกว่าเครื่องบินพลเรือน Drogue Parachute คือร่มชะลอความเร็วที่จะกางออกเมื่อเครื่องบินแตะพื้น เพื่อช่วยในการชะลอความเร็วของเครื่องบินขนาดใหญ่หรือเครื่องบินที่ลงจอดด้วยความเร็วสูงอย่างกระสวยอวกาศ
เรียบเรียง : โชติทิวัตถ์ จิตต์ประสงค์
🎧 อัปเดตข้อมูลแวดวงวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยี รู้ทันโลกไอที และโซเชียลฯ ในรูปแบบ Audio จาก AI เสียงผู้ประกาศของไทยพีบีเอส ได้ที่ Thai PBS
“รอบรู้ ดูกระแส ก้าวทันโลก” ไปกับ Thai PBS Sci & Tech
