วิธีการทำใบพัดเครื่องบินรถกระป๋องอย่างง่ายที่สุด
อุปกรณ์
ไม้ฉลุที่เด็กใช้ทำการฝีมือ 1 แผ่น
กาวช้าง
กระดาษทราย
มีดคัตเตอร์ใหญ่
ดินสอ ไม้บรรทัด
เลื่อยฉลุ
ใช้เลื่อยฉลุเลื่อยไม้ให้ได้แผ่นสี่เหลี่ยมผืนผ้า ขนาด กว้าง 1 นิ้ว ยาว 6 นิ้ว (หรือยาวตามขนาดเส้นผ่าศูนย์กลางใบพัดที่ต้องการ เช่น 5 นิ้ว 7 นิ้ว เป็นต้น ขนาดประมาณ 6 ถึง 7 นิ้ว จะใช้กับเครื่องบินรถกระป๋องได้ดี)
ลากเส้นที่มุมทั้งสี่ของไม้ตัดกันที่จุดกลาง เป็นศูนย์กลางแกนใบพัด
ลากเส้นตั้งฉากตามขวางจากจุดศูนย์กลางข้างละ ครึ่งนิ้ว สองเส้น เป็นดุมใบพัดรูปสี่เหลี่ยมจตุรัสขนาด 1 นิ้ว คูณ 1 นิ้ว
ใช้เลื่อยฉลุเลื่อยใบพัดทั้งสองด้านออกจากดุมใบพัด
ใช้มีดคัตเตอร์ค่อย ๆ ปาดใบพัดทั้งสองใบให้เป็นรูป airfoil คือด้านบนโค้ง ด้านล่างเรียบหรือเว้าเข้าไปเล็กน้อย ใช้กระดาษทรายขัดให้เรียบร้อย (การขัดให้เว้าทำได้โดยเอากระดาษทรายหุ้มรอบขวดหรือแก้วเล็ก ๆ แล้วขัดตามยาวของใบพัด) และขัดให้ใบพัดบางที่สุดเท่าที่จะทำได้เพื่อให้น้ำหนักเบาและตักลมได้ดี พยายามให้ใบพัดทั้งสองใบมีขนาดเท่ากัน
เอาใบพัดติดเข้ากับดุมใบพัดโดยให้มีแนวเฉียงจากพื้นราบประมาณ 5 ถึง 20 องศา เพื่อให้เกิดเป็นมุมบิดของใบพัด
ใช้มีดคัตเตอร์ปาดและใช้กระดาษทรายขัดตรงรอยต่อให้เรียบร้อย
เจาะรูตรงกลางดุมใบพัดแล้วอย่าลืม balance ใบพัดด้วยการลองนำไปเสียบแกนหมุนดู
สังเกตว่าหากใบพัดหยุดหมุนแล้วใบด้านใดถ่วงลงข้างล่างแสดงว่าใบนั้นหนัก ให้ใช้กระดาษทรายขัดให้บางลง แล้วหมุนใหม่จนกระทั่งเมื่อใบพัดหยุดหมุนแล้วจะอยู่ในแนวขนาน ก็นำไปใช้ได้ การถ่วงใบพัดสำคัญมาก หากไม่สมดุลจะทำให้มอเตอร์สั่นมาก และใบพัดหมุนไม่ได้รอบที่ต้องการ
ขั้นสุดท้ายจะทาแล็คเกอร์เพื่อความสวยงามคงทนอีกทีก็ได้ครับ
เพื่อน ๆ อาจสงสัยว่าใบพัดที่ทำเองจะกำหนดมุมบิด (pitch) อย่างไร
มีสูตรคำนวณ ดังนี้ครับ
pitch=pi x diameter x slope
pi=3.1416
diameter= เส้นผ่าศูนย์กลางใบพัด
slope=ความชันของแนวเส้นของมุมบิดใบพัด หาได้จากพิกัด (y2-y1)/(x2-x1)
ค่า slope นั้น คิดง่าย ๆ ครับ คือถ้ามุมบิด 45 องศา slope =1 ถ้ามุมบิด 22.5 องศา slope=0.5 ถ้ามุมบิด 11.25 องศา slope =.25 ถ้ามุมบิด 5.6 องศา slope=.125 เป็นต้น
สมมติว่าจะสร้างใบพัดขนาดเส้นผ่าศูนย์กลาง 7 นิ้ว มุมบิด 5.6 องศา จะได้ pitch เท่าไร
pitch=3.1416x7x.125
pitch=2.75 นิ้ว
ลองคำนวณสร้างดูตามต้องการครับ
ขอให้สนุกครับ
พอดีผมไปเจอในเวปไซด์ของต่างประเทศในการคำนวณหาองศาใบพัดตามขนาดมุมบิดที่ต้องการ เช่น ต้องการทำใบพัดที่มีเส้นผ่าศูนย์กลาง 6 นิ้ว มุมบิด 4 นิ้ว จะต้องให้ใบพัดเอียงจากแนวดุมใบพัดกี่องศา มีวิธีง่าย ๆ ครับ
4. ความจริงผมว่าเราสามารถคำนวณหาองศาของใบพัดได้โดยไม่จำเป็นต้องลากเส้นแล้ววัดจริง ๆ ก็ได้ครับ โดยใช้สูตรคำนวณทาง ตรีโกณมิติ แต่ผมเลิกเรียนเลขมานานแล้วก็เลยลืมครับ ถ้ายังไงลองถามเด็กนักเรียนดูอาจจะช่วยคำนวณให้ได้ครับ
29 พฤษภาคม 2545
5. จากการคำนวณมุมบิดของใบพัดดังกล่าว จะเห็นได้ว่า หากใบพัดมีเส้นผ่าศูนย์กลางเล็กลง หากจะรักษา pitch ให้คงเดิม จะต้องเพิ่มองศาของมุมบิดให้มากขึ้น นี่จึงเป็นคำตอบว่าทำไมใบพัดเครื่องบินทั่ว ๆ ไป จึงมีลักษณะบิดเป็นเกลียวเข้าไปหาศูนย์กลางใบพัด โดยยิ่งเข้าใกล้จุดศูนย์กลางเท่าไร องศาใบพัดก็จะมากขึ้นเท่านั้น เพื่อรักษา pitch ให้คงที่ตลอดทั้งใบพัดนั่นเองครับ แต่สำหรับใบพัดที่เราสร้างเองด้วยวิธีนี้ใช้องศาของมุมบิดคงที่ทั้งใบ ทำให้ pitch ตามที่คำนวณนี้ใช้ได้เฉพาะบริเวณขอบนอกสุดของใบพัดเท่านั้น แต่พอเข้าไปด้านในใกล้เส้นผ่าศูนย์กลางไปเรื่อย ๆ pitch จะลดลงไปเรื่อย ๆ ครับ
6. ผมมีวิธีการสร้างใบพัดด้วยไม้แบบที่ใบบิดเป็นเกลียว ที่เรียกว่า helical prop ซึ่งออกแบบและสร้างยากขึ้นอีกนิดนึง แต่มีประสิทธิภาพสูงกว่าแบบง่ายนี้ครับ ถ้าว่าง ๆ จะเขียนวิธีการออกแบบสร้างเพิ่มเติมให้ครับ
3 มิถุนายน 2545
การทำใบพัดแบบใบบิดเป็นเกลียว (Helical Prop)
ใบพัดแบบใบบิดเป็นเกลียวนี้ จะมีประสิทธิภาพสูงกว่า คือในรอบที่เท่ากันจะได้ลมแรงกว่า วิธีการสร้างยากขึ้นมาอีกนิดหนึ่ง คือต้องมีการแกะสลักแท่งไม้บัลซ่าให้เป็นรูปร่างใบพัด ซึ่งทำ ๆ ไปแล้วก็รู้สึกสนุกดีเหมือนกัน และเราสามารถแกะใบพัดได้หลาย ๆ ขนาดตามความต้องการ ใช้เวลาประมาณ 1 ชั่วโมง ต่ออัน
3. ด้านข้างตรงความหนาของไม้ ให้ขีดเส้นเฉียงจากบนลงล่างไปทางด้านซ้าย ให้เป็นมุมบิดของใบพัดที่จะแกะสลัก แล้วเขียนขอบบนให้โค้งเป็น airfoil ของใบพัด
5.เริ่มใช้คัตเตอร์แกะสลักใบพัด โดยเริ่มจากด้านล่างก่อน
6.แกะสลักให้มากพอเห็นเป็นรูปร่างด้านใต้ใบพัด แล้วไปแกะด้านใต้ใบพัดอีกใบหนึ่ง
7.เมื่อแกะด้านใต้ใบพัดทั้งสองด้านแล้ว ก็ไปแกะด้านบนใบพัด โดยแกะเป็นรูปโค้งตาม airfoil ที่เขียนไว้
8.เริ่มเห็นเป็นใบพัดแล้ว
9.ตรงแนวเส้นโค้งที่เป็นมุมบิดของใบพัดนั้น พยายามเซาะร่องด้านใต้ใบพัดให้เว้าตามแนวโค้งไล่ขึ้นไป ค่อย ๆ แกะ ใจเย็น ๆ
10.จะได้ใบพัดบิดตามต้องการ จากนั้นก็ขัดแต่งด้วยกระดาษทราย ถ้าต้องการให้ใบพัดตักลมได้ดียิ่งขึ้น ให้ใช้กระดาษทรายขัดด้านใต้ใบพัดให้เว้าเข้าไปเล็กน้อย โดยใช้กระดาษทรายหุ้มขวดหรือแก้วน้ำเล็ก ๆ ที่มีความโค้ง แล้วขัดตามยาวของใต้ใบพัดและแต่งขอบใบพัดให้เป็นรูปร่างตามใจชอบ เจาะรูตรงกลาง ก่อนนำไปใช้อย่าลืม balance ให้ใบพัดสมดุลด้วยครับ
ขอให้สนุกครับ
20 กรกฎาคม 2545
11.ช่วงระยะการบิดของใบพัดนั้น เราอาจออกแบบให้มากหรือน้อยได้ตามต้องการ ยิ่งช่วงระยะการบิดมีมาก ใบพัดก็จะสามารถตักลมได้มากขึ้น แต่ก็จะกินแรงมอเตอร์มากขึ้นด้วย
ตามรูปเป็นใบพัดขนาด 8 นิ้ว ออกแบบให้มีช่วงบิดห่างจากจุดศูนย์กลางประมาณ 2 นิ้ว
heical prop ที่ทำเสร็จแล้ว ขนาด 5, 6, 7 และ 8 นิ้ว
12.helical prop ตามแบบที่แนะนำให้ทำนี้จะมีองศามุมบิดค่อนข้างสูงประมาณ 20 องศา ทำให้ pitch สูงประมาณ 10 นิ้ว ถ้าต้องการให้ pitch ต่ำกว่านี้เพื่อจะควบคุมเครื่องบินได้ง่ายขึ้นและกินแรงมอเตอร์น้อยลง ก็ทำได้ง่าย ๆ คือลากเส้นแบ่งด้านข้างของความหนาของแท่งไม้ที่เดิมเราแบ่งครึ่งหนึ่งแล้วลากเส้นเฉียงลงเป็นแนวมุมบิดนั้น ก็ให้ลากเส้นแบ่งต่ำลงมาอีกให้เหลือ เศษหนึ่งส่วนสี่ของความหนาแทน จะทำให้องศาของมุมบิดต่ำลงไปอีกครึ่งหนึ่ง ซึ่งจะได้ pitch ประมาณ 4 ถึง 5 นิ้ว ผมทำใบพัดไว้หลาย ๆ อัน หลาย ๆ ขนาด พบว่า ใบพัดที่เส้นผ่าศูนย์กลางน้อยและ pitch สูง จะบินได้เร็ว กว่า แต่ควบคุมการบินได้ยากกว่า ใบพัดที่เส้นผ่าศูนย์กลางมากและ pitch ต่ำ
25 กรกฎาคม 2545