How Close Are We to Hypersonic Passenger Travel? | เราเข้าใกล้การเดินทางเหนือเสียงมากแค่ไหน

บทความจาก www.engineering.com/ ประจำเดือนมีนาคมยกเอาเรื่องของการเดินทางไวกว่าเสียง หรือ Hypersonic Passenger Travel มาเล่าถึงในบทความ ในแง่ของการเดินทางโดยสารทั่วไปที่จะเกิดขึ้นได้จริงๆ  ในขณะที่การวิจัยส่วนใหญ่เกี่ยวกับการเดินทางเหนือเสียงอุทิศให้กับการใช้งานด้านการทหาร แต่ก็มีความเป็นไปได้ที่น่าสนใจในการนำเทคโนโลยีนี้มาใช้ในเชิงพาณิชย์มากขึ้น

ดร.Bernd Chudoba นักวิชาการและวิศวกรของมหาวิทยาลัยเท็กซัสอาร์ลิงตัน (UTA) ร่วมมือกับ NASA เพื่อศึกษาความเป็นไปได้ ว่าเทคโนโลยีในปัจจุบันสามารถนำมาใช้เพื่อให้การเดินทางเหนือเสียงสามารถเป็นไปในราคาที่คนทั่วไปซื้อหาได้ ซึ่งการวิจัยนี้จะสนับสนุนโครงการเทคโนโลยีเหนือเสียง หรือ Hypersonic Technology ของ NASA เช่นกัน

เครื่องบินจะต้องพึ่งพาเครื่องมือต่าง ๆ เมื่อเดินทางด้วยความเร็วเหนือเสียง ส่วนใหญ่การออกแบบเครื่องบินเจ็ทเหนือเสียงสมัยใหม่ ตัวอย่างจากผู้ผลิต เช่น จาก Boeing, สำนักงานการสำรวจอวกาศแห่งญี่ปุ่น (Japanese Aerospace Exploration Agency) และ Stratofly อาศัย ramjet ซึ่งใช้การเคลื่อนที่ไปข้างหน้าของเครื่องบินเพื่ออัดอากาศ ส่วนเครื่องยนต์ turbofan เชิงพาณิชย์ที่ใช้กันอยู่ทั่วไปในปัจจุบันจะไร้ประสิทธิภาพทันทีที่ความเร็วเหนือเสียงเพราะความเร็วในระดับนั้นจะทำให้ใบพัดเครื่องบินแตกออกเป็นชิ้นๆ แต่การทำงานของเครื่องบินเจ็ทเหนือเสียงนั้นอากาศจะถูกอัดโดยรูปร่างของเครื่องบินเอง นอกจากนี้เมื่อเครื่องบินบินเร็วขึ้นอัตราส่วนของแรงยกต่อแรงต้าน (lift-to-drag) จะลดลง ทำให้การรักษาระดับความสูงเป็นไปได้ยากขึ้น นอกจากนี้ หางเครื่องบินทั่วไปก็ยังมีประสิทธิภาพน้อยกว่าที่ความเร็วระดับเหนือเสียง เนื่องจากความเร็วที่ระดับ hypersonic ทำให้ความดันต่ำลง ส่งผลต่อการบังคับเลี้ยวและฟังก์ชั่นเกี่ยวกับการทรงตัวของเครื่องบิน

การวิจัยที่ว่านี้จะรวมไปถึง การออกแบบส่วนประกอบของเครื่องบินที่จะช่วยให้วิศวกรและนักออกแบบเลือกการกำหนดค่า (craft configurations) และเทคโนโลยีที่สามารถนำมาใช้สำหรับการเดินทางเหนือเสียงสำหรับผู้โดยสารได้

“โครงการนี้จะผลิตแบบจำลองของโซลูชั่นที่ใช้งานได้จริง บนฐานของศักยภาพในอุตสาหกรรมที่เรามีอยู่แล้ว” Chudoba กล่าว

โครงการเริ่มต้นด้วย 2 ขั้นตอนแรกคือ การเฟ้นหาและเลือกใช้สิ่งที่มีอยู่แล้วทั้งในส่วนของศักยภาพทางเทคโนโลยีและอุตสาหกรรม – ซึ่งก็คือ tools หรือเครื่องมือที่มีอยู่แล้วและพร้อมนำมาใช้เพื่อเปิดทางสู่การเดินทางโดยสารเหนือเสียงได้จริง

เมื่อขั้นตอนแรกได้ข้อสรุป นักวิจัยจะมีส่วนร่วมใน technology forecast – การประเมิน/คาดการณ์เทคโนโลยี ที่น่าจะเหมาะสมกับความต้องการใช้เทคโนโลยีในปัจจุบันควบคู่ไปกับความรู้ทางอุตสาหกรรม เพื่อกำหนดวิธีการที่ดีที่สุดในการนำเทคโนโลยีและศักยภาพเหล่านั้นเข้าสู่ขั้นตอนการผลิต

บางส่วนของเทคโนโลยีที่มีแนวโน้มว่า ทีมของ Chudoba จะนำมาใช้ก็คือ เรื่องของการกำหนดค่าเครื่องยนต์ (engine configurations) ที่มีศักยภาพในการส่งพลังงานให้เครื่องบินพุ่งจากพื้นดินสู่อากาศด้วยความเร็วเหนือเสียง ปัญญาประดิษฐ์และนาโนเทคโนโลยี นักวิจัยจะประเมินด้วยว่า การลงทุนเชิงกลยุทธ์ในเทคโนโลยีที่เหมาะสมสามารถเพิ่มผลตอบแทนได้เมื่อนำไปใช้ในยานพาหนะที่มีความเร็วเหนือเสียง

“ยานพาหนะที่มีความเร็วเหนือเสียงเป็นพรมแดนที่น่าตื่นเต้นด้านวิศวกรรมการบิน และดร. ชูโดบายังคงมีส่วนร่วมอย่างต่อเนื่องในฐานความรู้หลักในสาขาที่ท้าทายนี้” Erian Armanios ประธานแผนกวิศวกรรมเครื่องกลและการบินอวกาศของ UTA (University of Texas at Arlington) กล่าว

การบินจากนิวยอร์กไปโตเกียวในเวลาสองชั่วโมงด้วยความเร็ว 5 มัคจะปฏิวัติวิธีการเดินทางของผู้คน ทีมวิศวกรของ UTA จะร่วมกันประเมินว่า เราจะเข้าใกล้ความเร็วระดับนั้นได้แค่ไหนในความเป็นจริง

About The Author