สมัยเด็กๆ ผู้อ่านหลายๆท่านคงเคยตั้งคำถามสนุกๆกับเพื่อน ประเภทว่า “รถยนต์คันนี้มีล้อกี่ล้อ?” พอเพื่อนตอบว่า 4 ล้อ เราก็จะเฉลยว่าผิด ที่จริงมี 5 ล้อ(รวมล้ออะไหล่) วันนี้เราจะลองมาตั้งคำถามประเภทนี้กับเครื่องบินบ้างดีมั้ยครับ

Pic01

วันนี้เราจะถามว่าเครื่องบินจัมโบ้เจ็ทตามรูปภาพมีเครื่องยนต์กี่เครื่องยนต์ นับกันได้เลยครับ

ที่นี้ผมก็จะเฉลยว่าเครื่องบินตามที่เห็นในภาพมีเครื่องยนต์ถึงห้าเครื่องยนต์ครับ ลองนับกันดูใหม่ครับ เครื่องบินตัวอย่างตามภาพเป็นเครื่องบินแบบ Boeing B747-400 ซึ่งติดตั้งเครื่องยนต์แบบ Turbine Engine 4 เครื่องยนต์ที่ปีกของเครื่องบิน แล้วเครื่องยนต์ที่ห้าที่ผมอ้างถึงอยู่ที่ไหนกัน?

เครื่องยนต์ตัวที่ห้ามีชื่อเรียกว่า APU หรือ Auxiliary power units โดยมากจะถูกติดตั้งซ่อนอยู่บริเวณส่วนหางของเครื่องบิน Jetliners ทั่วๆไป

Slide1

APU เป็นเครื่องยนต์ชนิด Turbine Engine คล้ายกับที่ติดตั้งที่ปีกของเครื่องบินแต่จะมีขนาดที่เล็กกว่ามาก

PIC04

เครื่องยนต์ APU ตัวนี้มีหน้าที่ทำอะไร แน่นอนมันคงไม่ใช่เครื่องยนต์ขับเคลื่อนสำรองแน่   เครื่องยนต์ของเครื่องบิน(ที่ติดตั้งที่ปีก) จะมีหน้าที่หลักอยู่ 3 หน้าที

  1. ให้แรงขับเคลื่อน(Thrust)
  2. สร้างพลังงานไฟฟ้า (Electric Power)
  3. สร้างอากาศแรงดันสูง (Pneumatic pressure) หรือ Bleed Air เพื่อใช้ในระบบต่างๆ

ขณะที่ APU มีหน้าที่หลักอยู่เพียงสองอย่างคือ สร้างพลังงานไฟฟ้า และ สร้างอากาศแรงดันสูง (Pneumatic pressure)

PIC03

เมื่อ APU ไม่ได้ทำหน้าที่ในการขับเคลื่อนเครื่องบิน ดังนั้นการทำงานของ APU ซึ่งเราบอกว่าเป็นเครื่องยนต์แบบ Turbine Engine จึงไม่ได้สร้างแรงขับหรือ Thrust ออกมาด้วย เครื่องยนต์ชนิดนี้จะถูกเรียกเจาะจงไปว่าเป็นเครื่องยนต์ชนิด Turbo shaft engine จากชื่อเรียก ก็อาจจะพอเข้าใจได้ว่าเครื่องยนต์ชนิดนี้จะใช้กำลังที่ได้จากการเผาใหม้ ไปขับกังหัน (Turbine) ที่มีเพลาติดอยู่ และนำการขับเคลื่อนของเพลานั้นไปใช้งานนั่นเอง

PIC05

pic06สำหรับผู้ที่ยังนึกภาพไม่ออก เครื่องยนต์ชนิดนี้ใช้งานกันมากในเฮลิคอปเตอร์ รถถัง รวมถึงเรือเร็วและเรือเดินทะเลทั่วไปครับ แต่ใน APU การขับเคลื่อนของเพลาจะใช้ในการหมุนเครื่องกำเนิดไฟฟ้าหรือ Generator นั่นเอง อีกสิ่งหนึ่งที่ได้จาการทำงานของเครื่องยนต์แบบ Turbine Engine คืออากาศแรงดันสูง (Pneumatic pressure) หรือ Bleed Air ที่ได้จากกระบวนการทำงานของเครื่องยนต์ชนิดนี้ที่มีขั้นตอนการดูดอัดอากาศเข้ามา (Compressor) อากาศแรงดันสูงจะถูกใช้สำหรับระบบปรับอากาศในห้องโดยสารขณะที่เครื่องบินอยู่บนพื้นและเครื่องยนต์หลักไม่ได้ถูกใช้งาน อากาศแรงดันสูงจาก APU ยังทำหน้าที่ในการสตาร์ทเครื่องยนต์หลักของเครื่องบิน (ที่ติดตั้งที่ปีก) ด้วย แรงดันอากาศจะถูกส่งไปหมุนกังหัน (Turbine) ของเครื่องยนต์เพื่อเริ่มต้นการทำงานของเครื่องยนต์ ดังนั้นจะเห็นว่าเครื่องยนต์หลักของเครื่องบินเจ็ทไม่มีสตาร์ทเตอร์ (Starter) ปราศจากซึ่งการทำงานของ APU เครื่องบินจะไม่สามารถสตาร์ทได้ด้วยตัวเองและจะต้องอาศัยอุปกรณ์เสริม

การใช้งาน APU หลักๆจะถูกใช้งานขณะที่เครื่องบินอยู่บนพื้น ขณะที่เครื่องยนต์หลักไม่ทำงาน(ในขณะเครื่องยนต์หลักทำงาน ไฟฟ้าและ Bleed Air ถูกผลิตจากเครื่องยนต์หลัก) ลองสังเกตุกันดูครับเวลาเราเดินออกไปขึ้นเครื่องบินที่จอดรอเราอยู่กลางลานจอด เราจะพบว่ามีเสียงดังวี๊ดแหลมๆตลอดเวลา แน่นอนเครื่องบินไม่ได้ติดเครื่องยนต์หลักครับ แต่เป็นเสียงการทำงานของ APU ที่อยู่ท้ายเครื่องบินครับ เพื่อผลิตไฟฟ้าและแอร์เย็นฉ่ำรอตอนรับเรานั่นเอง สังเกตุที่ปลายหางของเครื่องบินจะมีไอความร้อนออกมา นั่นคือท่อไอเสียของ APU

Slide1

มามองในอีกมุมหนึ่งดูเหมือนว่าเครื่องบินจะสร้างมลภาวะให้โลกเราเสียจริง แม้ขณะดับเครื่องยนต์แล้วก็ยังต้องสตาร์ทการทำงานของ APU เพื่อทำความเย็นและผลิตไฟฟ้า สิ่งนี้อาจจะไม่จำเป็นเสมอไปครับในสนามบินใหญ่ๆ จะจัดให้มีท่อส่งแอร์ที่ผลิตจากไฟฟ้าและระบบไฟฟ้าเพื่อเชื่อมต่อกับเครื่องบิน (PIC11 ท่อส่ง Air-condition) ทำให้เครื่องบินไม่มีความจำเป็นต้องสตาร์ทการทำงานของ APU ขณะจอดรอผู้โดยสาร APU จะถูกสตาร์ทและทำงานเฉพาะเวลาที่เครื่องบินพร้อมออกเดินทาง เพื่อเป็นตัวช่วยในการสตาร์ทเครื่องยนต์หลัก สร้างกระแสไฟฟ้าและปรับอากาศเฉพาะช่วงเวลาสั้นๆเท่านั้น

เมื่อ APU ใช้งานไม่ได้ เครื่องบินยังสามารถทำการบินได้หรือไม่? จากที่ได้อธิบายข้างต้น ระบบปรับอากาศและกระแสไฟฟ้าถูกสร้างได้จากการทำงานของเครื่องยนต์หลัก ดังนั้นในการบิน จริงๆแล้วจึงไม่มีความจำเป็นต้องใช้ APU แต่ก่อนการบิน APU ยังต้องมีหน้าที่ในการสตาร์ทเครื่องยนต์หลักขึ้นมา ตรงนี้ถ้าหลายๆท่านเคยสังเกตุเวลาโดยสารเครื่องบินจะพบว่า เมื่อเครื่องบินถูกดันให้ถอยออกจากหลุมจอด (GATE) จะพบว่า ระบบปรับอากาศจะหยุดทำงานและเงียบไปชั่วครู่ (บางครั้งอาจนานจนทำให้ผู้โดยสารรู้สึกร้อน) นั้นก็เพื่อนำกำลังของอากาศแรงดันสูง (Pneumatic pressure) จาก APU ไปใช้ในการสตาร์ทเครื่องยนต์ หลังจากเราได้ยินเสียงเครื่องยนต์ทำงานแล้วก็จะพบว่าระบบปรับอากาศจะกลับมาทำงานเย็นฉ่ำเช่นเดิม ถ้ากรณี APU เสียหรือใช้งานไม่ได้ การสตาร์ทเครื่องยนต์จะต้องใช้เครื่องช่วยที่เรียกว่า ASU หรือ Air Starter Unit หรือถูกเรียกติดปากว่า Air Start หรือบางคนอาจรู้จักในชื่อ Pneumatic starter (PIC10 ASU) เครื่อง ASU จะติดตั้งอยู่บนรถบรรทุกหรือรถพ่วงลาก ASU สร้างอากาศแรงดันสูงเพื่อใช้ในการสตาร์ทเครื่องยนต์แทนการใช้ APU

เรากล่าวในช่วงแรกๆว่า APU เป็นเครื่องยนต์แบบ Turbine Engine เครื่องเล็กๆ คำกล่าวที่ว่าเล็กๆนั้นคือการเปรียบเทียบขนาดของมันกับเครื่องยนต์หลักของเครื่องบินแบบที่มันถูกติดตั้งอยู่ แต่ในความเป็นจริง APU มันไม่ได้มีขนาดเล็กเสียเท่าไหร่ มาลองดูตัวอย่างกันครับ เครื่องยนต์ Turboprop TPE331 ของ Garrett (Honeywell) ที่ถูกใช้เป็นเครื่องยนต์ขับเคลื่อนของเครื่องบินขนาดเล็กอย่าง Jetstream 41

PIC12

หรือ Beechcraft King Air

PIC13

PIC14

เครื่องยนต์แบบเดียวกันนี้ถูกพัฒนามาใช้เป็นเครื่องยนต์ APU ของเครื่องบินขนาดใหญ่อย่าง Boeing และ Airbus หรืออีกหนึ่งตัวอย่าง APU ของยี่ห้อ Pratt & Whitney PW901A ที่ถูกติดตั้งในเครื่องบินแบบ Boeing 747-400 ทั่วไป แท้จริงแล้วมันคือเครื่องยนต์แบบเดียวกับเครื่องยนต์หลักที่ถูกติดตั้งให้กับเครื่องบินเจ็ทขนาดเล็ก (Business Jet) อย่าง Cessna Citation

PIC15

APU ชนิดที่เป็นเครื่องยนต์แบบ Turbine Engine ถูกพัฒนามาใช้ครั้งแรกกับเครื่องบินแบบ Boeing 727 ในปี1963 เพื่ออำนวยความสะดวกให้กับเครื่องบินเมื่อต้องบินไปลงยังสนามบินที่มีอุปกรณ์ภาคพื้นไม่พร้อม อย่างไรก็ตามในเครื่องบินบางแบบการติดตั้ง APU อาจจะเป็นการเพิ่มภาระการแบบน้ำหนักให้กับเครื่องบินมากเกินไป เช่นเครื่องบินแบบ Concorde ที่มีชื่อเสียง ก็ไม่ได้มีการติดตั้ง APU เนื่องจากมีข้อจำกัดเรื่องน้ำหนักและพื้นที่ อีกทั้งยังทำการบินระหว่างสนามบินใหญ่ๆที่มีอุปกรณ์ภาคพื้นพร้อม จึงไม่มีความจำเป็นต้องติดตั้ง APU เครื่องบินโดยสารขนาดเล็กอย่าง ATR72-500 ก็ไม่มีการติดตั้ง APU เช่นกัน

About The Author

mm
พนักงานอำนวยการบินอาวุโส บริษัท การบินไทย จำกัด (มหาชน)

พนักงานอำนวยการบินอาวุโส บริษัท การบินไทย จำกัด (มหาชน) - FAA Aircraft Dispatcher licensed - ICAO (DCA) Dispatcher licensed - Dispatch Instructor licensed

Related Posts