ปีกบินตรวจการณ์

โดย Logos เมื่อ 9 February 2011 เวลา 13:04 ในหมวดหมู่ การจัดการความรู้, เทคโนโลยีชาวบ้าน #
อ่าน: 3896

เมื่อคืน คุยกับ @iwhale ก่อนเริ่มงาน Ignite Thailand++ หลายเรื่อง หนึ่งในนั้นคือเครื่องบินตรวจการณ์

ดูรูปทางขวาแล้ว ไม่แปลกใจที่ทำไมจังหวัดทางภาคเหนือ จึงได้มีปัญหาหมอกควัน คือพอเกิดไฟป่าแล้วเราไม่รู้ว่าเกิดตรงไหน นับประสาอะไรกับการเข้าไปดับไฟ

จุดแดง คือจุดที่เกิดไฟป่า ไม่ว่าจะด้วยเหตุผลอะไรก็ตาม

จะเห็นว่ามีจุดแดงอยู่นอกประเทศก็มาก ซึ่งเราคงทำอะไรไม่ได้มาก นอกจากพูดคุยกัน แต่ในเขตป่าของเมืองไทยก็มีเป็นจำนวนมากเช่นกัน

ดาวเทียมเหมาะกับเรื่องแบบนี้ แต่เราดันไม่มีดาวเทียมสำรวจทรัพยากร ก็ต้องไปซื้อภาพถ่ายจากดาวเทียมจากบริษัทต่างประเทศ ถึงมีเงินจะซื้อก็ตาม ดาวเทียมมีวงโคจร ไม่ได้ผ่านจุดต่างๆ ที่เราต้องการ ในเวลาที่เราต้องการ บางทีต้องรอสองสามวัน ซึ่งสถานการณ์ก็เปลี่ยนไปแล้ว

ว่ากันที่จริงแล้ว สามารถใช้เครื่องบิน/เครื่องร่อนไร้คนขับ บินถ่ายภาพได้นะครับ

สเป็คคือ

  1. ปีกสร้างแรงยกเยอะๆ (high lift) ซึ่งอยู่ในวิสัยที่ทำได้สองอย่างคือ
    • เพิ่มพื้นที่ปีก
    • เลือกปีกแบบสร้างแรงยกเยอะๆ
  2. ระบบอิเล็กทรอนิกส์ ใช้โทรศัพท์มือถือที่
    • มี GPS — aGPS ไม่ละเอียดพอครับ
    • ถ่ายรูปได้
    • เขียนโปรแกรมได้
    • มี host-mode USB
    • (Android แหงๆ)
  3. ระบบควบคุมแฟลบ ใช้เซอร์โวเครื่องบินเล็ก
  4. เครื่องยนต์ ใบพัด ตัวควบคุมกระแส ระบบอิเล็กทรอนิกส์ และแบตเตอรี

ราคาต้นทุนก็คงลำละหมื่นกว่าบาท โดยต้นทุนในข้อ 2 ปาเขาไปเจ็ดแปดพันแล้ว ราคาอาจไม่แน่นอนแล้วแต่ว่าหาอุปกรณ์ได้แบบไหน ถึงอย่างไรก็ยังถูกกว่าซื้อเรือเหาะราคาสามร้อยห้าสิบล้านตั้งเยอะครับ ผมเล่าแต่ข้อแรกก็แล้วกัน

ผมเลือกปีกแบบ Kline-Fogleman airfoil มาพิจารณาก่อนเลย เพราะไม่ต้องใช้ผิวโค้งมากมายแบบ NACA airfoil โดยปีกที่เลือกนั้น เป็นแบบ KFm3 — KF คือ Kline-Fogleman ตัว m คือ modified และ 3 คือแบบที่ 3

ปีก KF ค่อนข้างแปลกที่มันมีหยักครับ ปีก KFm3 มีสองหยักด้านบน คือหยักแรกอยู่ที่ 50% ของความกว้างของปีก และหยักที่สองอยู่ที่ 75% ตลอดความยาวของปีก ถ้าปีกเฉียง รอยหยักก็เฉียงไปด้วย

แต่ทีนี้ ถ้าเราติดเครื่องยนต์แค่นำเครื่องขึ้นสู่ระดับความสูงที่ต้องการ แล้วปิดเครื่องบิน ให้ร่อนไปด้วยแรงยกของปีกเพื่อประหยัดแบตเตอรี เรากลับต้องการแรงยกที่สูงที่สุด

ในวิดีโอ เลือกปีกแบบ KFm2 (มีรอยหยักด้านบนอันเดียวที่ 50%) นะครับ

ไม่รู้เหมือนกันครับ…เรื่องอย่างนี้คงต้องลองเล่นดู

ให้ดูคลิปก่อนก็แล้วกันครับ ในคลิปนี้ เค้าไม่เลือก KFm3 เพราะเค้าจะหาปีกสำหรับเครื่องบินที่จะบินขึ้นลงในแนวดิ่ง การที่ปีกมีแรงยกมาก กลับไม่ดีแฮะ

คลิปต่อไป เป็นภาพ FPV (ภาพที่ “นักบิน” มองเห็นจากบนเครื่อง) เป็นปีกบินแบบ KFm3

KFm3 แบบต่างๆ ที่มีการทดลองกัน

สาเหตุที่ผมไม่เลือก multirotor เพราะเสียพลังงานไปกับมอเตอร์ของโรเตอร์หลายตัวเยอะเกินไป ที่ไม่เลือกเฮลิคอปเตอร์เพราะร่อนไม่ได้ แล้วที่จริงเมื่อจะตรวจการณ์ ก็ไม่ต้องการที่จะให้ลอยอยู่แบบหยุดนิ่ง ใช้เครื่องบินมีปีกเพราะร่อนได้ แต่ไม่เลือกแบบใช้เครื่องยนต์เพราะไม่สามารถปิดเปิดเครื่องกลางอากาศได้

การถ่ายรูป ถ่ายเป็นภาพนิ่ง ทุกๆ t วินาทีก็ได้ครับ เมื่อถ่ายรูปลงพื้นตรงๆ ศูนย์กลางของภาพ ก็จะเป็นพิกัดที่โทรศัพท์อ่านได้จาก GPS แบบนี้จะรูปตำแหน่ง+มองเห็น+มีหลักฐานผู้ที่บุกรุกป่า ถางป่า เผาป่า หรือลำเลียงยาเสพติดได้ อาจบิน+ร่อนได้นานเป็นชั่วโมงได้เหมือนกัน ซึ่งยากสำหรับเครื่องที่ใช้น้ำมันหรือไฟฟ้าโดยทั่วไป

จริงอยู่ที่ปีก KFm3 มีความเร็วต่ำ อาจถูกยิงตกได้ แต่เมื่อสูญเสียความสูงอย่างรวดเร็ว สามารถส่ง SMS ไปบอกพิกัดยังศูนย์ควบคุมได้ อย่างน้อยก็รู้ว่าแถวนั้นมีอะไรผิดปกติ

« « Prev : Ignite Thailand++ ครั้งที่ 4

Next : เรื่องสำคัญที่โรงเรียนไม่สอน แถมพ่อแม่ก็ไม่บอกอีก » »


ผู้ใช้ Facebook สามารถให้ความเห็นที่นี่ได้ โดยกด Like เพื่อแสดงตัว

6 ความคิดเห็น

  • #1 ทวิช จิตรสมบูรณ์ ให้ความคิดเห็นเมื่อ 9 February 2011 เวลา 17:55

    ตามมาค้านครับ :-)

    ปีกแบบนี้แรง drag จะมากนะผมว่า การออกแบบปีกเครื่องบินโดยทั่วไป  ที่สำคัญที่สุดไม่ใช่แรงยกครับ แต่เป็น แรงยกต่อแรงฉุด (lift to drag ratio) ..(แต่การออกแบบเฉพาะกิจอาจต่างไปจากนี้ได้ครับ เช่น เครื่องบินทหารในจุดปฏิบัติการรบ)

    สำหรับเครื่องบินนี้เราต้องการให้บินได้นาน ประหยัดแบต ก็ยิ่งต้องให้ได้ L/D สูงสุดครับ ..ปีกดีๆ จะทำค่านี้ได้ถึง 100 ส่วน Fm3 มีรอยหยักแบบนี้ผมว่าไม่น่าได้ถึง 30 (เดาเอาน่ะครับเพราะมันจะเกิดการไหลแยกตรงรอยหยัก ซึ่งการไหลแบบนี้ drag สูงมาก)  ซึ่งหมายความว่ามันจะเปลืองแบตเป็น 3 เท่า

    ตอนนี้เมืองไทยเรากลังสนใจวิจัยด้าน UAV กันมาก (unmanned aerial-vehicle) กันมาก ม.ผมก็มีการทำเรื่องนี้กะเขาด้วย

    แต่ผมว่าประหยัดสุดคือ ทำบัลลูนสูงสัก 1 กม. แล้วเอากล้องอินฟราเรดไปห้อยไว้เป็นจุดตามแนวป่าสงวน (ซึ่งเหลือไม่มากแล้ว)  

  • #2 Logos ให้ความคิดเห็นเมื่อ 9 February 2011 เวลา 19:50
    มาแล้ว… ฮี่ฮี่ฮี่ อดีตวิศวกรนาซ่าท้วงเรื่องนี้ ก็ต้องฟังไว้ก่อน; ดีแล้วครับพี่ที่ค้าน ผมจะได้เรียนไปด้วย ขอบคุณครับ วันหลัง ผมจะแวะไป มทส.แต่จะโทรไปนัดก่อนครับ มีเรื่อง solar chimney เรื่องกังหันลมที่มี angle of attack เท่าไหร่ก็ได้ เรื่องเห็ดล้างพิษ และเรื่องปีกนี้อีก

    ผมก็นึกถึงเรื่องที่พี่เขียนไว้ใน soc.culture.thai เมื่อยี่สิบปีก่อน เรื่องบัลลูนผูกโยงกับพื้น-ใช้แทนดาวเทียม แต่ไม่ได้เอามาเขียนเพราะถ้าจุดสังเกตอยู่นิ่งกับที่ พวกโจรรู้ตำแหน่งของจุดเฝ้าระวัง ก็จะหนีไปกระทำความผิดที่อื่นได้ครับ บัลลูนมีปัญหาเมฆและฝนรบกวน (ซึ่งแก้ปัญหาได้ไม่ยาก)

    ถ้าเป็น KFm4 (นาทีที่ 6:50 ในคลิปแรก) พี่เห็นเป็นอย่างไรครับ ถ้าเอาปีก low drag เป็นแบบ NACA ก็จะสร้างยากกว่า เกินเอื้อมของการรักษาป่าชุมชนแล้วล่ะครับ แต่ถ้าเป็นปีก KF ตัดโฟมมาปะแกนปีกได้เลย

    คำอธิบายปีก KF
    U.S.Patent #4046338 — หมดอายุมา 10 ปีแล้ว
    KFm airfoils อธิบายความเป็นมาโดย Dick Kline [1] [2]

  • #3 ทวิช จิตรสมบูรณ์ ให้ความคิดเห็นเมื่อ 9 February 2011 เวลา 20:37

    การทำปีกพวกนี้ไม่ยากเท่าไหร่ครับ ผมจ้างช่างพื้นเมืองไทยเราทำปีกไม้ แบบ naca 4412 มาแล้ว สามใบ ขนาด 1.75 ม. ราคารวมเพียง 500 บาท เพียงแต่ว่าเราต้องเอา profile ไปให้เขา (อัดสำเนาบนพิกัด x-y ไปให้เลย)  แล้วบอกเขาว่ามันมี taper เท่าไหร่ ..ปรากฎว่า  .. เขาทำได้หมด  น่าพอใจมาก

    ผมได้ลองผิดลองถูกมาประมาณ 10 ปี พบว่ามันดีกว่ามาเสียเวลาอธิบายให้นศ.ป.ตรี เราเอาไปตีความหลายต่อ ที่ผิดๆ สุดท้ายมันก็ทำไม่ได้ ต้องไปจ้างช่างพื้นบ้านทำ แล้วมาหลอกเราว่ามันทำเอง  ต้องเสียเวลาสอบสวน เพื่อให้มันทั้งหลายได้ F ฐานทุจริตในการสอบ 

     ที่ซึ่งเสียทั้งเวลาและอารมณ์ ของทุกฝ่าย (ต้องเรียกช่างไม้มาสอบปากคำด้วย)

  • #4 Logos ให้ความคิดเห็นเมื่อ 9 February 2011 เวลา 21:37
    อย่างนี้ น่าจะ opensource ครับ
  • #5 ทวิช จิตรสมบูรณ์ ให้ความคิดเห็นเมื่อ 10 February 2011 เวลา 20:14

    เท่าที่ผมดูมา KFm-5b น่าจะเลว น้อยที่สุดครับ  เพราะการทำหยักด้านล่างไม่น่ามีประโยชน์เนื่องจากการไหลมันไม่แยกตัวอยู่แล้ว ส่วนด้านบนมันแยกตัวเมื่อมุมประทะสูง ก็ทำหยักให้มันเสียเลย (ทำนองล้อการไหล) มันจะได้ไม่ระบาดไปมาก ก็นับว่าแยบยลอยู่ เรื่องนี้น่าสนใจครับ

    ผมได้เอาช้อนแสตเลส แบบสั้น มาทำเป็นใบพัดเรือสำเร็จ เมื่อคราวน้ำท่วมใหญ่ที่แล้ว โดยใช้ร่วมกับเครื่องตัดหญ้าแบบสะพายบ่า  พบว่ามันมีปสภ. สูงกว่าการเอาใบตรงมาดัดที่แสนยุ่งยาก ซึ่งเอาไปอธิบายหลักการอะไรให้ชาวบ้านฟังก็สื่อกันลำบาก ไม่ทันการณ์  หลักการใช้ช้อนแทนใบพัดนี้ก็คล้ายๆ กับ KFm แหละครับ เอาง่ายเข้าว่า เพื่อทดแทนการผลิตที่ยุ่งยาก

  • #6 Logos ให้ความคิดเห็นเมื่อ 10 February 2011 เวลา 21:30
    สงสัยว่าต้องลองสร้างดูครับ ไม่อย่างนั้นมันคัน คือสงสัยจริงๆ ครับ ว่าถ้าหากว่าปีก KFm ไม่ดี ทำไมพวกสร้างเครื่องบินโฟม จึงพยายามกันหนักหนา (ห้ามตอบว่าฝรั่งโง่ ฮ่าๆๆๆๆๆ)

    สร้างเป็นเครื่องร่อนโฟม บินตรงๆเลย ให้มีพื้นที่ปีกเท่ากัน ให้มี CG อยู่ตำแหน่งเดียวกัน(กลางปีก?) น้ำหนักเท่ากัน แล้วลองปล่อยด้้วยความเร็วต้นเท่ากัน จากความสูงเดียวกัน และปล่อยพร้อมกัน(ตัดปัญหาการเปรียบเทียบกระแสลม) ดูว่าปีกแบบไหนไปได้ไกลกว่ากัน แล้วมีอาการผงกหัวหรือไม่

    ผมมีโฟมครึ่งนิ้วอยู่แล้วหลายแผ่น คิดว่าปลายอาทิตย์หน้า จะลองไปหาโฟม ¼ นิ้วมาเพิ่มดูครับ ช่วงนี้เก็บตัวไม่ไปไหนถ้าไม่จำเป็น


แสดงความคิดเห็น

ท่านอยากจะเข้าระบบหรือไม่


*
To prove you're a person (not a spam script), type the security word shown in the picture. Click on the picture to hear an audio file of the word.
Click to hear an audio file of the anti-spam word


Main: 0.16436386108398 sec
Sidebar: 0.13659620285034 sec