ยูเอวีหรือโดรนเป็นชื่อที่เรามักจะเรียกกันถึงอากาศยานไร้คนขับขนาดเล็ก ซึ่งมีให้เห็นกันโดยทั่วไปในปัจจุบัน การที่ใครจะบินอากาศยานไร้คนขับประเภทนี้นั้นจำเป็นจะต้องสอบใบอนุญาติให้ผ่านก่อนนะครับถึงจะสามารถบินได้ โดยทั่วไปจุดประสงค์ของโดรนก็คือการเข้าไปยังจุดที่เราเข้าไปถึงไม่ได้หรือเข้าไปถึงได้ช้า ก็จะส่งโดรนนี้ไปบินดูก่อน เพื่อตรวจสอบตำแหน่งนั้นและให้ได้ข้อมูลเพื่อที่จะตัดสินใจปฏิบัติในขั้นต่อ ๆ ไป ต้นกำเนิดของโดรนนั้นมีมาตั้งแต่ปี ค.ศ. 1849 หรือ พ.ศ. 2392 หรือช่วงเริ่มต้นของกรุงรัตนโกสินทร์ โดยโดรนสมัยนั้นมีลักษณะเป็นบอลลูนซึ่งสร้างเอาไว้เพื่อโจมตีกรุงเวนิชในสมัยนั้น ปัจจุบันเรามีโดรนเพิ่มมากขึ้นเรื่อย ๆ และชนิดที่เรามักจะเห็นกันโดยทั่วไปคือโดรนทีมีสีใบพัดบนโครงสร้างที่เป้นรูปกากบาท โดรนประเภทนี้เรียกว่า Quadrotor ซึ่งแปลได้ตรงตัวคือ Quad แปลว่า 4 ส่วน rotor คือใบพัด หรือใบพัดสี่ใบนั่นเอง แล้วทำไมต้องสี่ใบ ก่อนที่จะตอบคำถามนั้นมารู้จักกับสิ่งที่เรียกว่า กฏการอนุรักษ์โมเมนตัมเชิงมุม กล่าว ๆ ง่ายคือผลรวมของแรงบิดของระบบต้องเท่ากับศูนย์ซึ่งหมายความว่า ในระบบเดียวกันแล้วหากมีสิ่งหนึ่งหมุนในทิศทางทวนเข็มนาฬิกาแล้วจะต้องมีอีกสิ่งหนึ่งที่หมุนในทิศทางตามเข็มนาฬิกา อาจจะฟังดูวิชาการหน่อย ลองดูตัวอย่างเฮลิคอปเตอร์ ทำไมเฮลิคอปเตอรืต้องมีหางก็เพราะว่า เมื่อใบพัดเฮลิคอปเตอร์หมุนแล้ว ตัวเฮลิคอปเตอร์จะเกิดการหมุนสวนทางกับการหมุนของใบพัด ทำให้ต้องสร้างหางขึ้นมาเพื่อต้านการหมุนของตัวเฮลิคอปเตอร์ สำหรับ Quadrotor ก็เหมือนกัน ตามหลักการแล้ว ตัวโครงสร้างก็พยายามจะหมุนสวนทางกับทิศทางการหมุนของใบพัด เพื่อที่จะแก้ปัญหานี้จึงได้ทำการเพิ่มใบพัดเข้าใบและให้หมุนสวนทางกัน ดังนั้นตัวโครงสร้างจึงไม่เกิดการหมุนเพราะใบพัดนั้นหมุนสวนทางกันอยู่แล้ว และจำนวนใบพัดถูกเพิ่มขึ้นเป้นทั้งหมดสี่ใบเพื่อให้เกิดเสถียรภาพในการบิน และการเปลี่ยนท่าทางการบินที่ทำได้ง่าย โดยการปรับเปลี่ยนความเร้วในการหมุนของใบพัดนั่นเอง
จากหลักการที่กล่าวมานั้นเราสามารถที่จะพัฒนาโดรนของเราขึ้นมาเองได้ ซึ่งในยุคปัจจุบันนี้เราเรียกว่ายุค Disruption หรือยุคแห่งการทำลายที่หมายถึง การแข่งขันกันในระดับเสี้ยววินาที ซึ่งบริษัทยักษ์ใหญ่หรือมหาวิทยาลัยชั้นนำของโลกอาจจะแพ้เพียงชั่วค่ำคืนให้กับยูทูปเบอร์ที่มีวิดีโอความยาวไม่กี่นาที หรือการเข้ามาของเอไอที่สามารถจดจำวิเคราะห์สิ่งต่างๆที่มากกว่ามนุษย์ได้หลายพันหรือหลายล้านเท่า ความเร็วคือปัจจัยที่สำคัญในโลกยุคนี้ อย่างเช่นโดรนตัวนี้ผมสร้างคอนเซปต์ขึ้นมาใน SOLIDWORKS ในเวลาไม่เกิน 5 นาที จากนั้นผมลองทำการวิเคราะห์ประสิทธิภาพของโดรนตัวนี้ใน SOLIDWORKS Flow Simulation ใช้เวลาทั้งหมดไม่เกินครึ่งชม นั่นคือในเวลาหนึ่งชม ผมสามารถออกแบบโดรนได้ 2 ตัว คิดเป็น 48 ตัวในหนึ่งวัน ด้วย SOLIDWORKS
และผลลัพธ์ของการคำนวนแสดงให้เห็นตามหลักการที่กล่าวมาคือผลรวมของแรงบิดต้องเท่ากับ ศูนย์ ซึ่งในที่นี้คือผลรวมของแรงบิดในแกนตั้ง(CG TorqueY)
อีกรูปแบบหนึ่งของโดรนคือประเภทที่เหมือนเครื่องบินโดยทั่วไปที่เรารู้จักกัน ปีกที่มีขนาดยาว มีหางที่ยื่นออกไปทางด้านหลัง ประเภทนี้มีทั้งขนาดเล็กและขนาดใหญ่มาก ๆ โดยขนาดที่สามารถเห็นได้ทั่วไปนั้นจะมีขนาดพอดีที่จะสามารถขว้างปล่อยด้วยมือได้ ดังเช่นแสดงในรูป
ใบพัดที่อยู่ทางด้านหลังปีกจะดึงลมผ่านตัวใบพัดและสร้างเป็นแรงขับให้กับตัวโดรน ซึ่งเราสามารถที่จะทำการจำลองได้โดยใช้ SOLIDWORKS Flow Simulation ดังแสดงในรูป
จะเห็นได้ว่าเราสามารถที่จะออกแบบและพัฒนาโดรนได้ใน SOLIDWORKS และ SOLIDWORKS Flow Simulation ได้โดยง่ายและรวดเร็ว อีกทั้งยังมี SOLIDWORKS Simulationที่ช่วยในการวิเคราะห์ประสิทธิภาพอีกด้วย นึกถึงความเร็วนึกถึง SOLDIWORKS ครับ
บทความโดย แอดโจ๊ก
———————————————————————
ติดต่อเราได้ที่
โทร 02-089-4145 (จ-ศ 8.30 – 17.00 น.)
ติดต่อได้ทุกเวลาโทร 097-158-8174
(NEW!!!!)ขอ DEMO ออนไลน์ https://metrosystems-des.com/solidworks/demo-online/
LINE@ คลิก https://bit.ly/2yrNF24
เว็บไซต์ https://metrosystems-des.com/
YouTube https://www.youtube.com/user/MetroSolidWorks
Facebook Fanpage https://www.facebook.com/metrosolidworks/
Inbox มาเลยก็ได้น้า
รัก SOLIDWORKS สุด ๆ คลิกเลย https://www.facebook.com/groups/2076765539017446/