Aircraft Performance : สมรรถนะของอากาศยาน ตอนที่ 3
“น้ำหนัก…สำคัญไฉน….”
โครงสร้างน้ำหนักอากาศยาน (Building up Aircraft Weight) เป็นสิ่งที่สำคัญมาก ดังนั้นการออกแบบจะถูกออกแบบตามวัตถุประสงค์ของการใช้งาน และจะมีการประกอบขึ้นมาจากส่วนต่างๆ ดังนี้
1) Manufacturer Weight Empty (MWE หรือบางครั้งเรียกย่อว่า MEW)
เป็นน้ำหนักอากาศยานตามโครงสร้างและการประกอบจากโรงงาน โดยเริ่มจากโลหะแผ่นแรกประกอบเป็นส่วนลำตัว ปีก ฐานล้อ พร้อมมีเครื่องยนต์ติดตั้งเรียบร้อย พร้อมส่งมอบให้กับลูกค้า
แต่ยังไม่ประกอบอุปกรณ์ที่ใช้บริการตามภารกิจ (Operational Items) ของสายการบิน ทั้งนี้ก็ขึ้นอยู่กับรูปแบบการใช้งาน
เช่น เก้าอี้นั่งของผู้โดยสาร ชุดครัว ตู้เก็บสัมภาระ ห้องน้ำ ฯลฯ
ก่อนบรรทุกสัมภาระพัสดุภัณฑ์ ผู้โดยสาร และยังไม่เติมเชื้อเพลิง เป็นน้ำหนักเปล่า ของอากาศยานเท่านั้น
2) Operating Weight Empty (OWE หรือบางครั้งเรียกย่อว่า OEW) หมายถึง น้ำหนักของอากาศยานที่อยู่ในสภาพพร้อมปฏิบัติภารกิจ
หรือใช้งานบริการผู้โดยสาร ประกอบด้วย Manufacturer’s Weight Empty รวมกับน้ำหนักของอุปกรณ์และพัสดุเพื่อใช้ตามภารกิจ ที่เรียกว่า Operator’s Items
(อุปกรณ์บริการผู้โดยสาร)
แต่จะไม่รวมน้ำหนักบรรทุกของสัมภาระพัสดุภัณฑ์ น้ำหนักผู้โดยสาร และน้ำมันเชื้อเพลิง
Operator’s Items ได้แก่ อุปกรณ์ที่นำขึ้นติดตั้งบนอากาศยานเพื่อปฏิบัติงานได้ตามความจำเป็นในภาระกิจสายการบิน (actually operated in service)
เช่น เก้าอี้ผู้โดยสาร ชุดครัว ภาชนะและอุปกรณ์บริการผู้โดยสาร เครื่องอุปโภคและบริโภค (Catering/Catering Equipment) ห้องน้ำ เอกสารประจำเครื่อง พนักงานประจำเครื่องบินพร้อมกระเป้าสัมภาระส่วนตัว น้ำในระบบห้องน้ำ น้ำมันหล่อลื่นในเครื่องยนต์ และน้ำมันเชื้อเพลิงค้างท่อและก้นถัง
3) Maximum Zero-Fuel Weight (MZFW)
ในสภาพก่อนเติมน้ำมันเชื้อเพลิง (Zero-Fuel) เป็นน้ำหนัก Operating Weight Empty (OWE) รวมกับน้ำหนักบรรทุก (Payload) ประกอบด้วยพัสดุภัณฑ์ ผู้โดยสาร และสัมภาระของผู้โดยสาร ซึ่งเป็นส่วนของ Payload (สายการบินจะคำนวนเชื้อเพลิงที่ต้องการหลังจากที่ทราบนำ้หนักที่แท้จริงของ Payload เรียบร้อยแล้วให้สอดล้องกับเส้นทางบิน)
4) Maximum Design Take-Off Weight (MDTOW) คือ น้ำหนักสูงสุดตามแผนแบบของอากาศยานบนทางขับก่อนที่จะบินขึ้น (take-off) โดยได้รับการรับรองแบบจากทางการ และเมื่อคิดบวกน้ำหนักของน้ำมันใช้ในการขับอากาศยานไปตามทางขับก่อนบินยกตัวขึ้น คือ Maximum Ramp Weight
ปกติเราจะเรียกพิกัดน้ำหนักสูงสุดนี้อย่างสั้นๆว่า Maximum Take-Off Weight (MTOW) ประกอบด้วยน้ำหนักทั้งหมดของอากาศยานพร้อมอุปกรณ์ (OWE) น้ำหนักบรรทุก (Payload) และน้ำหนักเชื้อเพลิง (Fuel)
5) Maximum Landing Weight (MLW) เป็นพิกัดน้ำหนักประกอบด้วย OWE รวมกับ Payload น้ำหนักบรรทุก (ผู้โดยสารพร้อมสัมภาระ และพัสดุภัณฑ์) และน้ำมันเชื้อเพลิงค้างเหลือในถังเชื้อเพลิงขณะบินลงแตะพื้นทางวิ่ง คือน้ำหนักพิกัดสูงสุดตามแผนแบบที่อากาศยานจะนำบินลงสู่พื้นทางขับได้
ซึ่งเห็นได้จากข้อเท็จจริงเมื่อช่างเติมน้ำมันให้กับอากาศยานเรียบร้อยแล้ว
นักบินก็สามารถนำอากาศยานขึ้นบินตามภาระกิจจนถึงจุดหมายปลายทาง
ขณะนักบินนำอากาศยานบินลงแตะพื้นทางขับ (Landing) ขณะนั้นอากาศยานต้องมีน้ำหนักไม่เกินพิกัดสูงสุดที่กำหนดอยู่ในแผนแบบ
เพราะถ้ามีน้ำหนักบินลง (Maximum landing weight) เกินกว่าพิกัดกำหนด ซึ่งอาจทำให้โครงสร้างอากาศยานรับภาระกรรมเกินเกณฑ์และเกิดความเสียหายได้
โครงสร้างน้ำหนักอากาศยาน (Building-up Aircraft Weight) ประกอบด้วย น้ำหนักส่วนต่างๆ เริ่มจากน้ำหนักอากาศยานตามโครงสร้างและการประกอบจากโรงงาน
เมื่อติดตั้งอุปกรณ์บริการผู้โดยสาร (Operator’s Items) เราจะได้น้ำหนักเปล่าอากาศยานก่อนนำเข้าบริการ ซึ่งเรียกว่า Operating Weight Empty
เมื่อนำผู้โดยสารขึ้นเครื่องบิน และบรรทุกสินค้าสัมภาระพร้อมอาหารบริการผู้โดยสาร อากาศยานจะมีน้ำหนักเพิ่มขึ้น เรียกว่า น้ำหนักอากาศยานก่อนเติมเชื้อเพลิง หรือ Maximum Zero-Fuel Weight (MZFW) และเมื่ออากาศยานได้รับการเติมเชื้อเพลิงตามแผนการบิน อากาศยานพร้อมขับเคลื่อน
ดังนั้นอากาศยานจะมีน้ำหนักบินขึ้นสูงสุดนี้อย่างสั้นๆว่า Maximum Take-Off Weight (MTOW) คือ ประกอบด้วยน้ำหนักทั้งหมดของอากาศยานพร้อมอุปกรณ์ น้ำหนักบรรทุกและน้ำหนักเชื้อเพลิง และถ้าบรรทุกน้ำหนักและเติมเชื้อเพลิงได้เต็มตามแผนแบบ
อากาศยานจะมีน้ำหนักบินขึ้นสูงสุดตามแบบหรือ Maximum Designed Take-Off Weight (MDTOW)
ตัวอย่างเช่น น้ำหนักตามแผนแบบของ A340-500 ของสายการบินหนึ่งมีน้ำหนักอากาศยานเปล่าก่อนบินบริการ (ติดตั้งอุปกรณ์บริการ) Operating Empty (OEW) 170,400 kg และน้ำหนักสูงสุดก่อนบินขึ้น Max Takeoff (MTOW) 365,000 kg
สมรรถนะของอากาศยาน (Payload–Range)
“เพื่อให้ถึงเป้าหมาย (Range) แบบไม่หยุดพัก อาจจะต้องปรับลดน้ำหนักบรรทุก Payload”
สมรรถนะของอากาศยานนั้นมีความสำคัญ เพราะเป็นข้อจำกัดในความสามรถทางเทคนิคที่อากาศยานจะทำประโยชน์ได้
ทั้งนี้เราจะพิจารณาจากความสัมพันธ์ระหว่างน้ำหนักบรรทุกและระยะพิสัยบิน (Payload–Range) ข้อจำกัดนี้เป็นสิ่งที่ผู้ผลิตอากาศยานจะต้องยืนยันและประกันตามสัญญาให้กับผู้ซื้อ
ความสัมพันธ์ระหว่างน้ำหนักบรรทุกกับพิสัยบิน
1) If volumetric payload inferior to structural payload เช่น จำกัดด้วยจำนวนที่นั่ง
Payload หมายรวมถึงน้ำหนักผู้โดยสารพร้อมสัมภาระส่วนตัวของผู้โดยสาร (Passenger and Belonging) สินค้าปลอดอากร และพัสดุไปรษณีภัณฑ์ทั้งหมด (Mail and Cargo)
เมื่อบรรทุกเต็มพิกัด จนถึงจุด A อากาศยานจะบินตามเส้นทาง ระหว่างจุดเริ่มต้น 0 จนถึงจุด X ด้วยปริมาณเชื้อเพลิงที่เติมไว้ ถ้าเติมเชื้อเพลิง (ซึ่งอาจไม่เต็มถัง) จนถึงจุดเครื่องบินมีน้ำหนักสูงสุดถึง MDTOW (พิจารณาตามรูป น้ำหนักน้ำมันเชื้อเพลิง และ Payload–Range Diagram ไปพร้อมกัน) อากาศยานจะบินเดินทางได้ถึงจุด X
น้ำหนักน้ำมันเชื้อเพลิง และ Payload–Range Diagram
ถ้าต้องการบินไกลกว่านั้น ก็ต้องลดน้ำหนักบรรทุกลงจากจุด A มาอยู่ทีจุด B เช่น บรรทุกผู้โดยสารเต็มที่นั่ง โดยลดน้ำหนักพัสดุภัณฑ์ลงบางส่วน แต่เติมน้ำมันเชื้อเพลิงเพิ่มขึ้น ทั้งนี้ยังคงรักษาพิกัดน้ำหนักถึงจุด MDTOW สูงสุดไว้
เพื่อทำให้บินได้บินไกลถึงจุด Y และเมื่อลดน้ำหนักบรรทุก Payload ลงถึงจุด C เช่น ลดพัสดุไปรษณีภัณฑ์ทั้งหมด เหลือเพียงผู้โดยสารเป็น Payload เต็มที่นั่ง บินด้วยน้ำมันเชื้อเพลิงเต็มถังและขณะที่ MDTOW ยังคงสูงสุดเต็มพิกัด
เพื่อให้ได้พิสัยบินไกลถึง P และเมื่อยังลดน้ำหนักบรรทุก (อากาศยานมี MTOW ต่ำกว่าพิกัดสูงสุด) ในที่นี้คือผู้โดยสารลดน้อยลงไปจนหมด ด้วยเชื้อเพลิงเต็มถังก็จะบินได้พิสัยไกลสุดถึงจุด Z
สมรรถนะพื้นฐาน เครื่องบินแบบ A340-500
*** ตัวอย่าง เมื่อสายการบินต้องการให้บริการบินตรงในเส้นทาง กรุงเทพ-นิวยอร์ก ใช้เวลา 16 ชั่วโมงบิน ด้วยอากาศยานแบบ A340-500 ซึ่งมีสมรรถนะพื้นฐาน
ดังที่แสดงไว้ในตาราง (สมรรถนะพื้นฐาน เครื่องบินแบบ A340-500) เพื่อให้ถึงเป้าหมาย (Range) แบบไม่หยุดพักและใช้เชื้อเพลิงเต็มพิกัดสายการบินต้องวางแผนการปฏิบัติการบินให้สอดล้องกับภารกิจ
โดยพิจารณาถึงการสิ้นเปลืองของน้ำมันเชื้อเพลิงและการคำนวณพิสัยบิน อาจจะต้องปรับลดจำนวนน้ำหนักบรรทุก Payload (ผู้โดยสารพร้อมสัมภาระ และพัสดุไปรษณีภัณฑ์) เช่น ต้องจำกัดน้ำหนักบรรทุก ทั้งจำนวนผู้โดยสารที่ควรบรรทุกได้ 300 ที่นั่ง เหลือเพียง 210 ที่นั่ง โดยไม่มีพัสดุภัณฑ์ ต่ำกว่าสมรรถนะพื้นฐานของอากาศยาน
ขณะที่อากาศยานมี MTOW ต่ำกว่าพิกัดสูงสุด ในลักษณะเช่นนี้ย่อมขาดรายได้บางส่วนไปในทุกเที่ยวบิน
จึงเป็นข้อจำกัดยิ่งที่เที่ยวบินนี้จะสามารถสร้างผลกำไรให้ได้ และยิ่งมีค่าใช้จ่ายปฏิบัติการแต่ละเที่ยวบินสูงขึ้นเมื่อเชื้อเพลิงมีราคาสูงขึ้น
ขอบคุณข้อมูล : คุณไพรัช แผ้วสกุล
#เด็กการบิน : เรียบเรียงและนำเสนอ
- 2
โฆษณา
- ดาวน์โหลดแอปพลิเคชัน
- © 2024 Blockdit
