เครื่องบิน การนำเครื่องบินขึ้นสู่อากาศเป็นสิ่งหนึ่ง เป็นอีกสิ่งหนึ่งที่จะควบคุมมันได้อย่างมีประสิทธิภาพโดยไม่ตกลงสู่พื้นดิน ในเครื่องบินขนาดเบาธรรมดา นักบินจะส่งคำสั่งบังคับเลี้ยวผ่านกลไกเชื่อมโยงเพื่อควบคุมพื้นผิวบนปีก ครีบ และหาง พื้นผิวเหล่านี้ ได้แก่ บันไดเลื่อน ลิฟต์ และหางเสือตามลำดับ นักบินใช้ปีกแก้เอียง เพื่อหมุนจากด้านหนึ่งไปอีกด้านหนึ่ง ลิฟต์เพื่อยกระดับขึ้นหรือลง
และหางเสือเพื่อหันพอร์ตหรือกราบขวาตัวอย่างเช่น การเลี้ยวและการเอียง ต้องดำเนินการพร้อมกันทั้งปีกและหางเสือ ซึ่งทำให้ปีกจุ่มลงในทางเลี้ยว สายการบิน ทางการทหาร และเครื่องบินพาณิชย์สมัยใหม่มีพื้นผิวการควบคุมที่เหมือนกันและใช้ประโยชน์จากหลักการเดียวกัน แต่พวกมันจะกำจัดการเชื่อมโยงทางกล นวัตกรรมในยุคแรกๆ รวมถึงระบบควบคุมการบินด้วยกลไกไฮดรอลิก
แต่สิ่งเหล่านี้มีความเสี่ยงต่อความเสียหายจากการสู้รบและกินพื้นที่มากทุกวันนี้ เครื่องบิน ขนาดใหญ่เกือบทั้งหมดใช้ระบบการบินด้วยลวดแบบดิจิทัล ซึ่งทำการปรับพื้นผิวการควบคุมตามการคำนวณของคอมพิวเตอร์บนเครื่องบิน เทคโนโลยีที่ซับซ้อนดังกล่าวทำให้เครื่องบินพาณิชย์ที่ซับซ้อนสามารถบินได้ด้วยนักบิน เพียง 2 คน
ในปี พ.ศ. 2445 พี่น้องตระกูลไรต์ได้บินด้วยเครื่องบินที่ทันสมัยที่สุดในยุคนั้น ซึ่งเป็นเครื่องร่อนแบบนั่งคนเดียวที่มีผิวหนังผ้ามัสลินทอดยาวเหนือโครงไม้สปรูซเมื่อเวลาผ่านไป ไม้และผ้าได้หลีกทางให้กับไม้ลามิเนตแบบโมโนค็อก ซึ่งเป็นโครงสร้างเครื่องบินที่ผิวของเครื่องบินรับแรงกดบางส่วนหรือทั้งหมด ลำตัวเครื่องบินแบบยูนิบอดี้ ช่วยให้เครื่องบินแข็งแรงขึ้นและมีความคล่องตัวมากขึ้น
นำไปสู่การบันทึกความเร็วจำนวนมากในช่วงต้นทศวรรษ 1900 น่าเสียดายที่ไม้ที่ใช้ในเครื่องบินเหล่านี้ต้องการการบำรุงรักษาอย่างต่อเนื่องและเสื่อมสภาพ เมื่อสัมผัสกับองค์ประกอบต่างๆในช่วงทศวรรษที่ 1930 โดยที่นักออกแบบการบินเกือบทั้งหมดชอบโครงสร้างโลหะทั้งหมดมากกว่าไม้ลามิเนต เหล็กเป็นตัวเลือกที่ชัดเจน แต่มันหนักเกินไปที่จะสร้างเครื่องบินที่ใช้งานได้จริง
ในทางกลับกันอะลูมิเนียม นั้นมีน้ำหนักเบา แข็งแรง และขึ้นรูปเป็นส่วนประกอบต่างๆได้ง่าย ลำตัวมีแผ่นอะลูมิเนียมขัดเงาซึ่งยึดไว้ด้วยหมุดย้ำ กลายเป็นสัญลักษณ์แห่งยุคการบินสมัยใหม่แต่วัสดุก็มีปัญหาในตัวมันเอง ที่ร้ายแรงที่สุดคือความล้าของโลหะ เป็นผลให้ผู้ผลิตคิดค้นเทคนิคใหม่เพื่อตรวจหาพื้นที่ที่มีปัญหาในชิ้นส่วนโลหะของเครื่องบิน
ในปัจจุบันทีมซ่อมบำรุงใช้การสแกนอัลตราซาวนด์เพื่อตรวจหารอยแตก และรอยร้าวจากแรงเค้น แม้กระทั่งข้อบกพร่องเล็กๆน้อยๆที่อาจมองไม่เห็นบนพื้นผิว ระบบขับเคลื่อนอัตโนมัติในยุคแรกๆของการบินโดยในเที่ยวบินสั้นๆ และความกังวลหลักของนักบิน ไม่ได้ตกลงสู่พื้นหลังจากช่วงเวลาที่ทำให้ดีอกดีใจในอากาศไม่กี่ครั้ง
อย่างไรก็ตาม เมื่อเทคโนโลยีพัฒนาขึ้น เที่ยวบินที่ยาวขึ้นก็เป็นไปได้ เริ่มจากข้ามทวีป ข้ามมหาสมุทร แล้วจึงรอบโลก ความเหนื่อยล้าของนักบินกลายเป็นปัญหาสำคัญในการเดินทางครั้งยิ่งใหญ่เหล่านี้ นักบินคนเดียวหรือลูกเรือตัวเล็กๆ จะตื่นตัวและตื่นตัวเป็นเวลาหลายชั่วโมงได้อย่างไรโดยเฉพาะอย่างยิ่งในช่วงที่จำเจของการล่องเรือในระดับความสูงสูง
เข้าสู่นักบินอัตโนมัติ คิดค้นโดยลอว์เรนซ์ สเปอร์รี่ ลูกชายของเอลเมอร์ สเปอร์รี่ เป็นระบบขับเคลื่อนอัตโนมัติหรือระบบควบคุมการบินอัตโนมัติ เชื่อมโยงเครื่องวัดการหมุนวน 3 ตัว เข้ากับพื้นผิวของเครื่องบินเพื่อควบคุมระยะห่าง การม้วนตัว และการหันเห อุปกรณ์ได้ทำการแก้ไขตามมุมเบี่ยงเบน ระหว่างทิศทางการบินและการตั้งค่าไจโรสโคปดั้งเดิม
สิ่งประดิษฐ์ที่ปฏิวัติวงการของเอลเมอร์ สเปอร์รี่ นั้นสามารถทำให้เที่ยวบินปกติแล่นได้อย่างมีเสถียรภาพ แต่มันก็สามารถบินขึ้นและลงจอด โดยไม่มีใครช่วยเหลือได้เช่นกัน ระบบควบคุมการบินอัตโนมัติของเครื่องบินสมัยใหม่นั้นแตกต่างจากระบบขับเคลื่อนอัตโนมัติแบบไจโรสโคปิกรุ่นแรกเพียงเล็กน้อย เซนเซอร์ตรวจจับความเคลื่อนไหว ไจโรสโคปและเครื่องวัดความเร่ง
โดยจะมีการรวบรวมข้อมูลเกี่ยวกับทัศนคติ และการเคลื่อนไหวของเครื่องบิน และส่งข้อมูลนั้นไปยังคอมพิวเตอร์อัตโนมัติ ซึ่งจะส่งสัญญาณออกเพื่อควบคุมพื้นผิวบนปีก และหางเพื่อรักษาเส้นทางที่ต้องการ นักบินต้องติดตามข้อมูลจำนวนมากเมื่ออยู่ในห้องนักบินของเครื่องบิน ความเร็วของเครื่องบิน ดังนั้นความเร็วของเครื่องบินที่สัมพันธ์กับมวลอากาศที่บินผ่าน
เป็นหนึ่งในสิ่งที่สำคัญที่สุดที่พวกเขาตรวจสอบ สำหรับการกำหนดค่าเที่ยวบินที่เฉพาะเจาะจงไม่ว่าจะเป็นการลงจอดหรือการล่องเรือแบบประหยัด ความเร็วของเครื่องบินจะต้องอยู่ในช่วงค่าที่ค่อนข้างแคบ หากมันบินช้าเกินไป มันอาจประสบภาวะหยุดนิ่งตาม หลักอากาศพลศาสตร์ เมื่อมีแรงยกไม่เพียงพอที่จะเอาชนะแรงโน้มถ่วงที่ลดลง
หากบินเร็วเกินไป อาจได้รับความเสียหายทางโครงสร้าง เช่น ปีกนกหลุด สำหรับสายการบินพาณิชย์ท่อปิโตต์ จะรับภาระในการวัดความเร็วของเครื่องบินอุปกรณ์เหล่านี้ได้ชื่อมาจากอ็องรี ปีโตต์ ชาวฝรั่งเศสที่ต้องการเครื่องมือวัดความเร็วของน้ำที่ไหลในแม่น้ำและลำคลอง วิธีการแก้ปัญหาของเขาคือท่อเรียวที่มีสองรู ดังนั้นหนึ่งรูที่ด้านหน้าและอีกรูที่ด้านข้างปิโตต์
หันอุปกรณ์ของเขาให้รูด้านหน้าหันไปทางต้นน้ำเพื่อให้น้ำไหลผ่านท่อ โดยการวัดความแตกต่างของแรงดันที่รูด้านหน้าและด้านข้าง เขาสามารถคำนวณความเร็วของน้ำที่เคลื่อนที่ได้วิศวกรเครื่องบินตระหนักว่าพวกเขาสามารถทำสิ่งเดียวกันนี้ให้สำเร็จได้ด้วยการติดตั้งท่อปิโตต์ ที่ขอบปีกหรือยื่นออกมาจากลำตัวเครื่องบิน ในตำแหน่งนั้น
กระแสลมที่เคลื่อนที่จะไหลผ่านท่อและทำให้สามารถวัดความเร็วของเครื่องบินได้อย่างแม่นยำ การควบคุมการจราจรทางอากาศจนถึงตอนนี้ รายการนี้มุ่งเน้นไปที่โครงสร้างเครื่องบิน แต่หนึ่งในนวัตกรรมการบินที่สำคัญที่สุดอันที่จริงแล้วเป็นชุดของนวัตกรรมคือ การควบคุมการจราจรทางอากาศ ระบบที่ทำให้เครื่องบินสามารถบินขึ้นจากสนามบินแห่งเดียว
การเดินทางหลายร้อยหรือหลายพันไมล์และลงจอดอย่างปลอดภัยที่สนามบินปลายทาง ในสหรัฐอเมริกา ศูนย์ควบคุมการจราจรทางอากาศ มากกว่า 20 แห่งติดตามความเคลื่อนไหวของเครื่องบินทั่วประเทศ ศูนย์แต่ละแห่งมีหน้าที่รับผิดชอบในพื้นที่ทางภูมิศาสตร์ที่กำหนดไว้ ดังนั้นเมื่อเครื่องบินบินไปตามเส้นทางเครื่องบินจะถูกส่งออกจากศูนย์ควบคุมแห่งหนึ่งไปยังอีกศูนย์หนึ่ง
เมื่อเครื่องบินมาถึงที่หมาย ให้เปลี่ยนการควบคุมไปยังหอบังคับการบินของสนามบิน ซึ่งจะให้ข้อมูลทุกทิศทางเพื่อนำเครื่องบินลงจอด เรดาร์ตรวจการณ์มีบทบาทสำคัญในการควบคุมการจราจรทางอากาศ สถานีภาคพื้นดินประจำที่ซึ่งตั้งอยู่ที่สนามบินและที่ศูนย์ควบคุมจะปล่อย คลื่นวิทยุความยาวคลื่นสั้นซึ่งเดินทางไปยังเครื่องบินโจมตี
และตีกลับสัญญาณเหล่านี้ช่วยให้ผู้ควบคุมการจราจรทางอากาศสามารถตรวจสอบตำแหน่งและหลักสูตรของเครื่องบินภายในปริมาณน่านฟ้าที่กำหนด ในขณะเดียวกัน เครื่องบินพาณิชย์ส่วนใหญ่มีทรานสปอนเดอร์ซึ่งเป็นอุปกรณ์ที่ส่งข้อมูลประจำตัว ความสูง เส้นทาง และความเร็วของเครื่องบิน เมื่อตรวจสอบโดยเรดาร์ เกียร์ลงจอด
การลงจอดของเครื่องบินพาณิชย์ดูเหมือนจะเป็นหนึ่งในความสำเร็จที่ไม่น่าจะเป็นไปได้ของเทคโนโลยีเครื่องบินต้องร่อนลงมาจากความสูง 35,000 ฟุต ลงสู่พื้นดิน และบินช้าลงจาก 650 ไมล์ เป็น 0 ไมล์ต่อชั่วโมง และมันต้องวางน้ำหนักทั้งหมด ประมาณ 170 ตัน ลงบนล้อและสตรัทเพียงไม่กี่ตัวที่ต้องแข็งแรงแต่ยืดหดได้ทั้งหมด
น่าแปลกใจหรือไม่ที่อุปกรณ์ลงจอดครองตำแหน่งอันดับ 1 ในรายการของเรา จนถึงช่วงปลายทศวรรษ 1980 เครื่องบินพลเรือนและทหารส่วนใหญ่ใช้โครงล้อพื้นฐาน 3 แบบ 1 ล้อต่อ 1 สตรัท 2 ล้อเคียงข้างกันบนสตรัท หรือ 2 ล้อเคียงข้างกันถัดจาก 2 ล้อคือเสริมล้อข้างเมื่อเครื่องบินมีขนาดใหญ่ขึ้นและหนักขึ้น ระบบเกียร์ลงจอดก็มีความซับซ้อนมากขึ้น ทั้งเพื่อลดแรงกดบนล้อและชุดสตรัท
แต่ยังลดแรงที่กระทำต่อผิวทางวิ่งด้วย ตัวอย่างเช่น อุปกรณ์ลงจอดของเครื่องบินซูเปอร์จัมโบ้แอร์บัส A380 มีสี่หน่วยใต้ท้องรถ โดยแต่ละหน่วยมี 4 ล้อ หรือ 2 ล้อ และสองหน่วยมี 6 ล้อ ความแข็งแรงมีความสำคัญมากกว่าน้ำหนัก ดังนั้นคุณจะพบเหล็กและไททาเนียม ไม่ใช่อะลูมิเนียมในส่วนประกอบโลหะของล้อลงจอด
บทความที่น่าสนใจ : เกษตรอวกาศ ความคืบหน้าของผู้เชี่ยวชาญในการทำเกษตรอวกาศ
