ข้อมูลทั่วไป

     Thrust เป็นแรงที่ใช้ขับเคลื่อน อากาศยานไปในอากาศ Thrust เป็นระบบที่สร้างขึ้นเพื่อใช้ผลักดันอากาศยาน ซึ่งมีอยู่หลายแบบและหลายวิธีการในการสร้างระบบผลักดันนี้ขึ้นมา ถึงแม้ว่ามันจะอาศัย โดยใช้ กฎของ Newton ข้อที่สาม ใบพัดก็เป็นหนึ่งในระบบขับเคลื่อนอากาศยาน จุดมุ่งหมายของ ใบพัดก็คือการขับเคลื่อนอากาศยาน ให้เคลื่อนที่ไปในอากาศ ใบพัดประกอบใบด้วยใบ หรือกลีบ ตั้งแต่สองกลีบ หรือสองใบขึ้นไป ต่อกันด้วยที่ศูนย์กลาง ซึ่งเรียกว่า HUB และ hub นี้ทำหน้าที่ยึด ใบพัดแต่ละกลีบ หรือแต่ละใบ เข้ากับ Shaft ของเครื่องยนต์

      ใบพัด สร้างขึ้นให้มีลักษณะหรือรูปร่าง เป็น Airfoil คล้ายกับลักษณะของปีกเครื่องบิน เมื่อใบพัดหมุนโดยการหมุนของเครื่องยนต์ ใบพัดก็จะสร้าง แรง ยก ไปทางด้านหน้าของเครื่องบิน และ แรงยกส่วนนี้เราเรียกว่า thrust ที่จะทำให้เครื่องบินเคลื่อนที่ไปข้างหน้า อากาศยานส่วนใหญ่ มีใบพัดแบบที่ใช้ดึง เครื่องบิน ผ่านไปในอากาศ ใบพัดประเภทนี้เรียกว่า ใบพัดแบบ tractor อากาศยานบางเครื่อง ใช้ใบพัดแบบผลัก ให้เครื่องบินเคลื่อนที่ไปในอากาศ เรียกใบพัด ประเภทนี้ว่า pusher

ความหมายของคำที่ควรทราบ

     Leading Edge คือส่วน แรกของใบพัดที่ หมุนตัดกับอากาศ เมื่อใบพัดตัดอากาศ อากาศก็จะไหลผ่าน บนด้านหน้าของใบพัด และส่วนที่เป็นส่วนโค้งของใบพัด

     Blade Face ก็คือส่วนล่างของใบพัด หรือส่วนล่างของ Airfoil (ดูรูป) ส่วนนี้ไม่ใช่ส่วนโค้งจะมีพื้นราบเรียบหรือ flat แต่เราอาจจะเรียกว่าเป็นด้านหลังของใบพัด วึ่งไม่ใช้แท้จริงแล้วเป็นด้านหน้า

     Blade Back/ Thrust Face ก็คือส่วนที่มีความโค้งพื้นผิวหรือ camber ของใบพัด หรือบางทีเราเรียกว่าด้านหน้าของใบพัด ซึ่งผิด ความจริงมันคือด้านหลังของใบพัด

     Blade Shank (Root) คือส่วนของกลีบใบพัดที่อยู่ที่ส่วนหัว หรือ ส่วนที่อยู่ติดกับส่วนตรงกลาง (hub)

     Blade Tip คือส่วนปลายสุดของใบพัด

     Plane of Rotation คือระนาบจินตนาการของการหมุนของใบพัดที่ตั้งฉากกับ แกนของเครื่องยนต์ ระนาบนี้จะเป็นระนาบวงกลม ตามที่ใบพัดหมุน

     Blade Angle คือมุมที่เกิดจาก ส่วนของด้านหลังของใบพัด หรือ Blade Face กับ ระนาบการหมุนของใบพัด มุมที่เกิดขึ้นตลอดระยะ ความยาวของใบพัด ตั้งแต่โคนถึงปลายใบพัด จะไม่เท่ากัน เหตุผลในการที่มุมตลอดใบพัด มีค่าต่างกัน เพราะว่า ระยะความยาวของใบพัด จากแกนศูนย์กลางการหมุนไม่เท่ากัน ทำให้ความเร็วของใบพัดแต่ละส่วนมีความเร็วไม่เท่ากัน ซึ่งมีผลกับแรงที่เกิดขึ้น ดังนั้นการออกแบบจึง ต้องการให้ทุกๆส่วนของใบพัด มี มุม Angle of Attack ของส่วนของตัวเองที่มี ประสิทธิภาพที่สุด ที่สามารถสร้างแรง Thrust ตามความเร็วรอบที่ ออกแบมา

     Blade Element คือส่วนย่อยๆของความยาวของใบพัด เสมือนนำส่วนย่อยๆนี้มาต่อกัน ขึ้นมาเป็นใบพัดหรือ blade airfoil ส่วนย่อยๆนี้ วางอยู่ในตำแหน่ง ที่ทำมุมกับระนาบการหมุนที่ต่างกัน

      เหตุผลในการวางส่วนต่างๆที่มุมต่างกัน เพราะว่า ส่วนย่อยๆต่างๆของใบพัดนั้นมีความเร็วในการหมุนที่ต่างกัน ส่วนของใบพัด ที่อยู่ ด้านใน ติดกับศูนย์กลาง จะมี ความเร็วที่ช้า กว่า ส่วนที่อยู่ไกลออกไปที่ ส่วนปลาย ของใบพัด ถ้าหากว่าทุกส่วนตลอดความยาวของใบพัด มีมุมเท่ากันหมด ทิศทางของลมที่กระทบกับใบพัด ก็จะ ไม่กระทบกับใบพัด ที่มุม Angle of Attack ที่เท่ากัน นี่เป็นเพราะ ความเร็ว ของใบพัดตลอด ระยะความยาว จะไม่เท่ากัน
      ใบพัดจะมีลักษณะบิดเป็นเกลียวเล็กน้อย ( เนื่องจากการมีมุมที่ต่างกันในแต่ละส่วน ของใบพัด ) ในตัวของมัน ด้วยเหตุผลที่สำคัญ เมื่อใบพัดหมุนไปรอบๆ แต่ละส่วนของใบพัด หมุนด้วยความเร็วที่ต่างกัน การที่ใบพัด บิดเล็กน้อย นั่นหมายความว่า แต่ละส่วน ที่เคลื่อนที่ไปข้างหน้า ด้วยความเร็วเท่ากัน จึงทำให้ไม่เกิดแรง ที่ส่วนใดส่วนหนึ่ง ของใบพัด มากกว่ากัน ซึ่งจะทำให้เกิดอาการงอได้ (bending)
      Thrust ที่เกิดจากใบพัดที่ติดอยู่กับ Shaft ของเครื่องยนต์ ขณะที่ใบพัดหมุน ขณะทำการบิน แต่ละส่วนเคลื่อนไหว พร้อมกับการเคลื่อนที่ไปข้างหน้า ของเครื่องบิน และ การหมุนรอบ ของใบพัด ส่วนที่หมุนช้า ก็จะมีมุม Angle of Attack ที่มากกว่า ในการสร้าง Thrust ดังนั้น รูปร่าง ( cross section) ของใบพัด จำเป็นต้องเปลี่ยนแปลง จาก โคนใบพัดไปจนถึงปลายของใบพัด และการเปลี่ยนรูปร่างเช่นนี้ ทำให้ใบพัดมีลักษณะ บิด (Twist) ของใบพัด

     Relative Wind คือลมที่กระทบและผ่าน airfoil เมื่อ airfoil เคลื่อนที่ผ่านอากาศ

     Angle of Attack เป็นมุมระหว่าง chord ของ element กับ relative wind สำหรับใบพัดแล้ว มุมที่มีประสิทธิภาพจะอยู่ระหว่าง 2 ถึง 4 องศา

     Blade Path เป็นทางเดินที่ใบพัดเคลื่อนที่ไป

     Pitch อ้างถึง ระยะทาง ที่เป็นเกลียว เหมือน เกลียวของสกรู ที่เคลื่อนที่ไปข้างหน้า หนึ่งรอบ ซึ่งก็เหมือนใบพัด เคลื่อนที่ไปข้างหน้า เมื่อหมุนอยู่ในอากาศ

     Geometric Pitch เป็นระยะทางในทาง ทฤษฏี ที่ใบพัดควรจะเคลื่อนที่ไปข้างหน้าเมื่อใบพัดหมุนไป หนึ่งรอบ

     Effective Pitch เป็นระยะทางในทางปฎิบัติจริงๆ เมื่อใบพัดหมุนหนึ่งรอบ ในขณะทำการบินในอากาศ effective pitch จะมีระยะทางสั้นกว่า geometric pitch เสมอ เนื่องจาก อากาศที่เป็นของไหล จะ ลื่นไถล (slip)

แรง และความล้า ที่กระทำบนใบพัดขณะทำการบิน

The แรง (Force) กระทำต่อใบพัดขณะทำการบิน คือ :
     1. Thrust เป็นแรงของอากาศบนใบพัด ซึ่ง ขนานกับ ทิศทางที่ไปข้างหน้า และก่อให้เกิด แรงที่ทำให้ใบพัดมีอาการที่จะงอ
     2. Centrifugal force เป็นแรงหนีศูนย์กลาง เกิจากการหมุนของใบพัด มีอาการที่พยายาม เหวี่ยงใบพัด ออกไปจากศูนย์กลาง
     3. Torsion or Twisting forces ภายในตัวของใบพัดเอง ซึ่งเกิดจากผลของ แรงที่เกิดจากอากาศ ที่พยายามจะบิด ใบของใบพัด ไปหา มุมที่ต่ำกว่า หรือไปหามุมที่แบน

The stress ที่กระทำต่อใบพัดขณะทำการบินคือ :
     1. Bending stresses ซึ่งเกิดจากแรง trust ที่กระทำต่อใบพัด stresses อันนี้พยายามที่จะโค้งงอ ใบพัดไปข้างหน้า ขณะที่เครื่องบินเคลื่อนที่ไป ในอากาศ ด้วยใบพัด
     2. Tensile stresses เกิจากแรงหนีศูนย์กลางของใบพัดเอง
     3. Torsion stresses แรงบิดนี้เกิดจากการ หมุนของใบพัดเอง ด้วยแรงบิดสองแรง แรงแรก เกิดจากแรงที่กระทำตอบโต้กับแรงลมที่เกิดจากใบพัด ที่เรียกว่า aerodynamic twisting moment อีกแรงหนึ่ง เกิดจากแรงหนีศูนย์กลาง และเรียกแรงนี้ว่า centrifugal twisting moment