ข่าวนกอันตรายสายดำ Lockheed SR-71 Blackbird - kachon.com

นกอันตรายสายดำ Lockheed SR-71 Blackbird
ยานยนต์

photodune-2043745-college-student-s

นี่คือสิ่งประดิษฐทางวิศวกรรมอากาศยานควบคุมโดยมนุษย์ที่มีความเร็วมากที่สุดในโลก (3,675กิโลเมตรต่อชั่วโมง) มีเพดานบินสูงที่สุดในบรรดาเครื่องบินทั้งหมดที่มนุษย์ใช้บินขึ้นไปบนท้องฟ้า (85,131 ถึง 100,000 ฟุต) รวมถึงการเป็นเครื่องบินล่องหนที่สามารถทำความเร็วต่อเนื่องคงที่ได้ดีที่สุดแบบหนึ่งของโลก ความเป็นที่สุดของ SR-71 เกิดขึ้นจากเครื่องยนต์เทอร์โบเจตสมรรถนะสูง รูปแบบด้านอากาศพลศาสตร์ที่ดีเยี่ยม วัสดุที่ใช้ประกอบโครงสร้างและพื้นผิวอยู่ในระดับเกือบสูงสุดในยุคนี้ทั้งๆที่มันถูกสร้างขึ้นในยุค 60' และปลดประจำการไปเมื่อ 18 ปีแล้ว นี่คือเครื่องบินจารกรรม ล่องหน Lockheed SR-71 Blackbird วิหกดำ เจ้าแห่งสถิติความเร็วอันดับที่ 2 บนท้องฟ้าตั้งแต่ปี คศ 1962 จนถึงปัจจุบัน (อันดับที่ 1 คือ จรวดวิจัยด้านความเร็ว North American Aviation X-15 กับตัวเลขความเร็วสูงสุดที่ 7,274 กิโลเมตรต่อชั่วโมง)

ความต้องการเครื่องบินจารกรรมในยุคสงครามเย็นของหน่วยงานข่าวกรองทางทหารสหรัฐอเมริกา กลายเป็นแรงผลักดันให้เกิดโครงการวิจัยและพัฒนาอากาศยานล่องหนความเร็วสูงมากมายหลายแบบ ในยุค 1960 บริษัท Lockheed Aircraft ผู้ผลิตอากาศยานชั้นนำของสหรัฐอเมริกา ทำการส่งมอบแผนแบบเครื่องบินทรงเพรียวลม ใช้เครื่องยนต์เทอร์โบเจต 2 เครื่องที่สามารถบินทะลุกำแพงเสียงถึง 3 เท่า (มัค 3.5) และได้รับการอนุมัติให้ทำการสร้างเครื่องต้นแบบเพื่อทดสอบสมรรถนะทางการบินในปีคศ 1960 Lockheed SR-71 Blackbird เครื่องต้นแบบลำแรกที่ใช้รหัสว่า Lockheed YF-12A ทำการขึ้นบินเพื่อทดสอบเป็นครั้งแรกเมื่อวันที่ 26 เมษายน คศ 1962 ในทะเลทรายอันกว้างใหญ่ของมลรัฐเนวาดา ซึ่งมักถูกใช้เป็นสถานที่ทดสอบอากาศยานที่เป็นความลับขั้นสูงสุดของกองทัพอากาศอเมริกัน หลังจากนั้นในช่วงบ่ายของวันที่ 12 พฤษภาคม คศ 1965 เครื่องต้นแบบ SR-71 Blackbird ที่ได้รับการปรับปรุงสมรรถนะ ทำการบินขึ้นเพื่อทำลายสถิติทางการบินด้วยความเร็วสูงสุดในระดับ 3 เท่าของความเร็วเสียงได้สำเร็จเป็นครั้งแรก ต่อมาเครื่องบินรุ่นนี้ได้กลายมาเป็นอากาศยานเครื่องยนต์เจตแบบตรวจการณ์และจารกรรมทางยุทธศาสตร์ที่สำคัญและมีบทบาทมากที่สุดในกองทัพอากาศสหรัฐ รวมถึงการเป็นเครื่องบินวิจัยด้านความเร็วในระดับ Supersonic ของหน่วยงานสำรวจอวกาศนาซ่าอีกด้วย

ไม่มีอากาศยานรบแบบใดของรัสเซียในช่วงกลางยุคสงครามเย็นที่จะมีประสิทธิภาพมากพอในการล็อคเป้าเพื่อต่อตีเครื่องบินฝ่ายตรงข้ามที่บินล่วงล้ำเข้ามายังน่านฟ้าด้วยความเร็วกว่า 3,600 กิโลเมตรต่อชั่วโมง ในระดับความสูงกว่า 80,000 ฟุต กับพิสัยบินปฏิบัติการณ์ (บินไกล) กว่า 4,000 ไมล์ นี่คือวัตถุประสงค์ในการสร้างเครื่องบินตรวจการณ์จารกรรมให้สามารถทำความเร็วได้ถึงกว่ามัค 3.5 อย่าง Lockheed SR-71 Blackbird สำหรับการตรวจสอบสภาพก่อนขึ้นทำการบินในเครื่องบินชนิดอื่นๆเช่น เครื่องบินโดยสาร Boeing 747 นักบินจะใช้เวลาประมาณ 15-20 นาทีในการตรวจตราทุกระบบให้เรียบร้อยก่อนขึ้นบิน แต่เครื่อง Lockheed SR-71 Blackbird จะต้องใช้เวลาตรวจตราระบบต่างๆนานถึง 1 วันเต็มๆ จากระบบที่สลับซับซ้อนของทั้งชุดไฮดรอลิคที่ควบคุมท่าทางการบิน ระบบนำร่อง ระบบเรดาร์เดินอากาศแบบอนาล็อค ระบบเติมเชื้อเพลิง จุดต่อเชื่อมและโครงสร้างทั่วทั้งลำ แพนหางดิ่งและแพนหางระดับ ฐานล้อ ฯ

เหตุการณ์เครื่องบินจารกรรม U2 ของอเมริกันที่ถูกขีปนาวุธพื้นสู่อากาศของรัสเซียสอยร่วงในระหว่างทำการบินเพื่อถ่ายภาพพื้นที่ทางยุทธศาสตร์ของโซเวียต คือบทเรียนอันแสนเจ็บปวดและน่าอับอายของอเมริกัน หลังจากนักบินของเครื่อง U2 ทำการดีดตัวจากซากเครื่องที่พังเสียหายแล้วถูกจับกุมทันทีที่ร่มแตะพื้น

ความเร็วที่สูงถึง 3 เท่าของความเร็วเสียงกับระดับความสูงของเพดานบินสูงสุดที่กว่า 80,000 ฟุต คือสมรรถนะและประสิทธิภาพในการที่จะหลบเลี่ยงเหตุการณ์ในลักษณะดังกล่าว จรวดต่อต้านอากาศยานแบบพื้นสู่อากาศในยุคนั้นมีความเร็วมากถึงมัค 5.0 ซึ่งเป็นความเร็วในย่านไฮเปอร์โซนิค แต่จรวดที่ถูกยิงขึ้นแล้วพุ่งทะยานเพื่อเข้ากระทบเป้าจะระเบิดที่ความสูงต่ำกว่า 80,000 ฟุตมาก SR-71 Blackbird จึงได้เปรียบเครื่องบินจารกรรมทางยุทธศาสตร์ที่บินได้ช้ากว่ามากอย่างเครื่อง U2 การบินด้วยระดับความเร็วที่สูงมากยังช่วยทำให้ SR-71 Blackbird สามารถเข้าถึงเป้าหมายและออกจากพื้นที่ปฏิบัติการได้อย่างรวดเร็วก่อนที่จะโดนสกัดกั้นด้วยเครื่องบินขับไล่ของพวกโซเวียต กล้องถ่ายภาพทางอากาศของมันมีประสิทธิภาพสูงใกล้เคียงกล้องติดดาวเทียมสำรวจของยุคนี้ มันสามารถถ่ายภาพได้เป็นบริเวณหรือพื้นที่กว้างกว่าประเทศไทยถึง 2 เท่า และให้รายละเอียดที่คมชัดในระดับสูงสุดเพื่องานข่าวกรองด้านพื้นที่ตั้งฐานยิงขีปนาวุธติดหัวรบนิวเคลียร์ข้ามทวีป สนามบินทหาร ฐานทัพเรือ และโกดังเก็บอาวุธของรัสเซีย

การถือกำเนิดเกิดขึ้นมาในยุคสมัยของพวกบ้าความเร็วระดับซุปเปอร์โซนิค ทำให้รูปแบบและโครงสร้างของ SR-71 Blackbird มีความก้าวหน้าในด้านเทคโนโลยีตราบเท่าทุกวันนี้ วัสดุน้ำหนักเบาเช่นไทเทเนียมจึงถูกใช้ทำเป็นโครงลำตัวและพื้นผิวทั้งหมด ส่วนสีดำที่ใช้ทาบริเวณลำตัวก็เป็นสีชนิดพิเศษที่สามารถทนทานต่ออุณหภูมิความร้อนกว่า 500 องศาเซลเซียสบริเวณส่วนหัว ขอบปีก และแพนหางดิ่งทั้งสองข้างเมื่อมันทำการบินด้วยความเร็วสูงสุด ส่วนหัวที่แบนกว้างแผ่ขยายไปจนจรดขอบปีกที่ติดกับลำตัวด้านข้างยังช่วยสร้างแรงยกมหาศาลจากการทดสอบในอุโมงค์ลม เชื้อเพลิงที่ใช้เติมเจ้า SR-71 Blackbird ก็เป็นเชื้อเพลิงอากาศยานชนิดพิเศษ JP-7 ซึ่งมีเทคนิคการเติมที่ต้องคอยระมัดระวังอันตรายอันเนื่ิองมาจากเชื้อเพลิงรั่วในระหว่างการเติม การรั่วซึมจะเกิดขึ้นตลอดเวลาเมื่ออุณหภูมิพื้นผิวของลำตัวภายนอกอยู่ในระดับปกติ(เย็น) แต่เมื่อมันขึ้นบินไปได้สักพัก พออุณหภูมิพื้นผิวสูงขึ้นจากการเสียดสีกับอากาศภายนอกรอยรั่วดังกล่าวจะหายไปเนื่องจากการขยายตัวของไทเทเนียมที่อุณหภูมิสูงนั่นเอง

แรงยกตัวที่ดีจะเกิดขึ้นในระดับความเร็วเกินมัค 1.0 โดยแรงยกตรงส่วนกลางปีกนั้นจะเคลื่อนไปด้านหลัง ทำให้ส่วนหัวของเจ้านกดำหนักมาก โครงสร้างที่แข็งแกร่งของส่วนแกนกลางที่เป็นโครงไทเทเนียมทั้งหมดจะช่วยลดผลกระทบนี้ ทำให้ตัวเครื่องทั้งลำสามารถเกาะอากาศอยู่ได้โดยไม่ปักหัวดิ่งโหม่งพื้น รวมถึงยังช่วยกดองศาของปีกให้มีมุมปะทะกับอากาศที่เหมาะสม ซึ่งจะทำให้มันสามารถเพิ่มหรือลดความเร็วได้อย่างคล่องแคล่วว่องไว ปีกแบบ Delta Wing สามเหลี่ยมทำให้เครื่องบินลำนี้มีประสิทธิภาพมากพอในการบินด้วยท่าทางต่างๆคล้ายเครื่องบินขับไล่ทั่วไปแต่มีขนาดของมวลที่ใหญ่โตกว่ามาก การเลี้ยวตัวเครื่องในมุมที่แคบมากๆอาจก่อให้เกิดปัญหากับ SR-71 Blackbird เนื่องจากประสิทธิภาพของเครื่องยนต์เทอร์โบเจตทั้งสองเครื่องของ Pratt And Whitney ยังคงด้อยกว่าสมรรถนะทางการบินที่มีระบบอากาศพลศาสตร์ดีเยี่ยม และอาจป้อนอากาศเข้าสู่เครื่องยนต์เพื่อสันดาปไม่ทันจนถึงกับเครื่องยนต์ระเบิดได้

รูปทรงที่เพรียวบางประสานไปกับพลังในการขับเคลื่อนด้วยเครื่องยนต์แบบกังหันไอพ่นของเครื่องบินในยุคปัจจุบันที่สามารถบินผ่านกำแพงเสียงหรือการบินด้วยความเร็วเหนือเสียงเริ่มต้นขึ้นหลังสงครามโลกครั้งที่ 2 ตั้งแต่ปี คศ.1947การบินด้วยความเร็วเหนือเสียงของเครื่องบินทุกแบบจะถูกแรงต้านทานของอากาศมากระทำต่อตัวเครื่องเพิ่มมากขึ้นและต้องใช้เครื่องยนต์ที่มีกำลังมหาศาลในการขับเคลื่อนน้ำหนักของตัวเครื่องบินที่เพิ่มขึ้นแม้เพียง 1 กิโลกรัมจะต้องใช้น้ำมันเชื้อเพลิงถึง 2 กิโลกรัมในการบินด้วยความเร็วเหนือเสียงและนี่คือสาเหตุกับที่มาของรูปทรงอากาศยานยุคใหม่ ที่มีความแตกต่างไปจากเครื่องบินความเร็วต่ำอย่างสิ้นเชิง

เหตุผลสำคัญที่ทำให้เครื่องบินความเร็วสูงในระดับ Supersonic เหล่านี้มีรูปร่างที่แตกต่างไปจากเครื่องบินแบบอื่นๆที่มีความเร็วต่ำกว่าย่านความเร็วของเสียงเกิดจากการที่อากาศในขณะที่เครื่องบินทำการบินผ่านจะถูกบีบอัดและเกิดการขยายตัวอย่างรวดเร็วเมื่อมีแรงดันมากระทำที่ความเร็วสูงโดยเฉพาะอย่างยิ่งในสภาพการที่อากาศเคลื่อนที่ผ่านวัตถุที่มีความเร็วเข้าใกล้หรือมากกว่าความเร็วเสียงอากาศจะมีความหนาแน่นและความดันบริเวณด้านหน้าของตัวเครื่องเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วหรือที่เราเรียกกันว่า Shock Wave คลื่นกระแทกที่เกิดขึ้นนี้จะเป็นตัวการสำคัญที่ทำให้เกิดแรงต้านมหาศาลที่มีชื่อว่า Wave Drag ซึ่งในยุคก่อนหน้านี้ก่อนที่มนุษยชาติจะสามารถทำการบินทะลุย่านความเร็วเสียงไปได้ เจ้าคลื่น Wave Drag นี่เองที่เป็นตัวการในการฉีกกระชากเครื่องบินทุกลำที่อาจหาญบินด้วยความเร็วสูงเข้าใกล้ย่านความเร็วเสียง

นักฟิสิกส์ชาวออสเตรียชื่อ Ernst Mach (1883-1916) คือบุคคลแรกที่พบกับความลับของอากาศซึ่งกระทำต่อวัตถุในลักษณะดังกล่าว หลังจากเรียบจบการศึกษาในระดับปริญญาเอกทางด้านฟิสิกส์ของมหาวิทยาลัยแห่งกรุงเวียนนาประเทศออสเตรีย Ernst Mach ในฐานะศาตราจารย์ของมหาวิทยาลัยแห่งกรุงปรากได้ทำการเสนอผลงานทางการวิจัยที่เกี่ยวข้องกับระบบอากาศพลศาสตร์ความเร็วเหนือเสียง Mach ได้ทำการทดลองโดยใช้อาวุธปืนสั้นที่ทำการยิงโดยแสดงให้เห็นถึงคลื่น Shock Wave ซึ่งเกิดขึ้นในบริเวณด้านหน้าของลูกกระสุนปืนในขณะที่มันผ่านพ้นปากลำกล้องและเคลื่อนที่ด้วยความเร็วมากกว่าความเร็วเสียงเข้าไปกระทบกับมวลของอากาศภายนอก การค้นพบครั้งยิ่งใหญ่นี้ทำให้ Ernst Mach มีชื่อเสียงโด่งดังในวงการวิทยาศาสตร์ไปทั่วทวีปยุโรปและทั่วโลกในเวลาต่อมาหลังจากนั้นชื่อสกุล Mach จึงกลายเป็นหน่วยวัดความเร็วของวัตถุที่เคลื่อนที่ด้วยความเร็วสูงในระดับเหนือเสียงจากการยอมรับของวิศวกรการบินทั่วโลก Ernst Machพยายามชี้ให้เห็นถึงความสำคัญของอัตราส่วนระหว่างความเร็วของวัตถุกับความเร็วเสียง นั่นจึงเป็นที่มาของหน่วยวัดความเร็วของเครื่องบินประเภท Supersonic

ความเร็วของคลื่นเสียงหรือ Speed Sound Waves ในอากาศอยู่ที่ 346 เมตรต่อวินาทีการที่เครื่องบินจะบินได้เร็วกว่านั้นรูปทรงของมันต้องมีบทบาทที่สำคัญที่สุดในการออกแบบให้ผิวหรือส่วนที่ปะทะกับอากาศโดยตรงสามารถทนต่อการอัดตัวของมวลอากาศในขณะที่บินด้วยความเร็วสูงได้ หน่วยวัดความเร็วแบบMach แบ่งออกเป็นย่านความเร็วได้ 4 ระดับคือ

1-ย่านความเร็วต่ำกว่าเสียงหรือ Subsonic (เครื่องบินใบพัดทั่วไป เฮลิคอปเตอร์ และอากาศยานความเร็วต่ำในประเภทต่างๆ)

2-ย่านความเร็วใกล้เสียงหรือ Transonic (เครื่องบินโดยสารเครื่องยนต์เทอร์โบแฟน)

3-ย่านความเร็วเหนือเสียงหรือ Supersonic (เครื่องบิน Concorde /SR-71Blackbird /เครื่องบินขับไล่โจมตีแทบทุกแบบในยุคปัจจุบัน)

4-ย่าน ความเร็วเหนือเสียงขั้นสูงหรือ Hypersonicได้แก่ความเร็วของจรวดขณะทำการส่งยานกระสวยขึ้นสู่อวกาศกระสวยอวกาศที่กำลังพุ่งเข้าสู่ชั้นบรรยากาศรวมถึงจรวด X-15 ของ NASAในการบินทดสอบย่านความเร็ว Hypersonic ที่ระดับมัค 5.0

Lockheed SR-71 Blackbird ใช้เครื่องยนต์แฝดของ Pratt And Whitney รุ่น J-58 ติดตั้งอุปกรณ์ช่วยในการเผาไหม้ให้สมบูรณ์มากขึ้น เครื่องยนต์ Pratt And Whitney J-58 หนึ่งเครื่องให้แรงขับ 32,500 ปอนด์ เมื่อรวมแรงขับของทั้งสองเครื่องจะได้ตัวเลขที่ 65,000 ปอนด์ มีอัตราการไต่ระดับความสูงที่ 1,140 ฟุตต่อนาที พิสัยบินปฏิบัติการณ์ (บินไกล) 4,000 ไมล์ หรือมากกว่านั้นหากเติมเชื้อเพลิงทางอากาศ ความเร็วสูงสุด 3,675 กิโลเมตรต่อชั่วโมง เพดานบินสูงสุด 85,131 ถึง 100,000 ฟุต น้ำหนักรวมทั้งเครื่อง 78 ตันหรือ 78,000 กิโลกรัม ใช้เจ้าหน้าที่ประจำเครื่อง 2 นาย (นักบิน 1 นาย เจ้าหน้าที่ควบคุมระบบเรดาร์ตรวจการณ์และถ่ายภาพ 1 นาย) ความยาวปีก 16.94 เมตร ความยาวรวม 32.74 เมตร สูง 5.64 เมตร Lockheed SR-71 Blackbird ถูกสร้างขึ้นทั้งหมดตั้งแต่ปีคศ 1962 ถึง 1998 รวม 32 ลำ

ปัญหาอากาศไหลเข้าสู่เครื่องยนต์ J-58 ได้ช้าลงจนอาจก่อให้เกิดอันตรายที่ย่านความเร็วต่ำกว่า 0.5 มัค ถูกแก้ไขโดยวิศวกรการบินของบริษัท Lockheed Aircraft โดยทำการติดตั้ง Flap ที่เครื่องยนต์ทั้งสอง ชิ้นส่วนที่เป็นเดือยตรงกลางเครื่องจะหดตัวกลับเมื่อความเร็วเพิ่มขึ้นเพื่อสร้างกำแพงเสียงบริเวณด้านหน้าของชุดคอมเพรสเซอร์ ทำให้อากาศปริมาณมากไหลเข้าสู่ห้องเผาไหม้สันดาปได้ดีขึ้น เนื่องจากสมองกลคอมพิวเตอร์ที่ควบคุมการทำงานของเครื่องยนต์ยังอยู่ในยุคเก่า การทำหน้าที่คำนวนการไหลของอากาศให้พอดีกับระดับความเร็วจึงเป็นงานที่ค่อนข้างยากลำบากและขาดความแม่นยำแน่นอนในคอมพิวเตอร์รุ่นโบราณ ซึ่งจำเป็นอย่างยิ่งสำหรับเครื่องจักรที่ใช้เดินอากาศของมนุษย์ที่จะต้องมีหน่วยประมวลผลที่สามารถทำหน้าที่ในการสั่งงานได้อย่างรวดเร็ว สาเหตุดังกล่าวอาจทำให้เครื่องยนต์ดับ ผลที่ตามมาคือการเสียความสมดุยทางการบินอย่างร้ายแรงของ SR-71 Blackbird ซึ่งไม่สามารถบินด้วยเครื่องยนต์เพียงเครื่องเดียวได้ ทางแก้ในคู่มือประกอบการบินของมันคือ นักบินต้องดับเครื่องยนต์อีกตัว แล้วพยายามติดเครื่องยนต์ทั้งสองขึ้นใหม่ หากไม่สำเร็จยังมีระบบดีดตัวของ Martin Baker คอยรองรับเป็นระบบสุดท้ายที่ช่วยให้นักบินปลอดภัยในการดีดตัวออกจากเครื่องที่ไม่สามารถควบคุมได้

SR-71 Blackbird ถูกปลดประจำการไปเมื่อปี คศ 1998 เครื่องบินที่เหลือบางส่วนถูกนำไปจัดแสดงในพิพิธภัณฑ์การบินและอวกาศของสหรัฐอเมริกา อีกส่วนหนึ่งถูกรักษาสภาพเพื่อให้ขึ้นทำการบินได้และประจำการอยู่ในหน่วยงานสำรวจอวกาศ NASA ประวัติศาสตร์ทางการบินรวมถึงสถิติด้านความเร็วของมันยังถูกนำมาพูดถึงกันอยู่ตราบจนทุกวันนี้ และยังคงไม่มีเครื่องบินแบบใดในยุคนี้ที่จะทำความเร็วสูงสุดได้เทียบเท่าหรือเหนือกว่าวิหกสีดำ จักรกลอากาศยานที่สุดขั้วลำหนึ่งในประวัติศาสตร์การบินของมนุษย์ชาติ.

อาคม รวมสุวรรณ
E-Mail chang.arcom@thairath.co.th
Facebookhttp://www.facebook.com/chang.
https://www.facebook.com/ARCOM-CHANG-Thairath-Online-525369247505358/