เครื่องบินมีความเป็นมาอย่างไร?
เป็นไปอย่างไรพวกนักออกแบบจึงคิดค้นเครื่องจักรบินได้ที่หนักกว่าอากาศได้สำเร็จในที่สุด? พวกเขาหันความสนใจไปยังผู้เชี่ยวชาญการบินตัวจริง นั่นคือนก. ในปี 1889 วิศวกรชาวเยอรมันชื่อออตโต ลิเลียนทาล ซึ่งได้รับแรงบันดาลใจจากลักษณะการบินของนกกระสา ได้ตีพิมพ์หนังสือ “การบินของนก พื้นฐานของวิชาการบิน” (ภาษาเยอรมัน). สองปีต่อมา เขาได้สร้างเครื่องร่อนแบบง่าย ๆ เครื่องแรกของเขาขึ้น. ในปี 1896 หลังจากบินด้วยเครื่องร่อนประมาณ 2,000 ครั้ง ลิเลียนทาลได้เสียชีวิตขณะทำการบินด้วยเครื่องร่อนปีกชั้นเดียว. ออคตาฟ ชานุต วิศวกรชาวอเมริกันเชื้อสายฝรั่งเศสได้ต่อเติมแบบของลิเลียนทาลให้ละเอียดขึ้นและพัฒนาเป็นเครื่องร่อนปีกสองชั้น ซึ่งถือเป็นความก้าวหน้าขั้นสำคัญอีกก้าวหนึ่งในการออกแบบเครื่องจักรบินได้ที่หนักกว่าอากาศ.
แล้วก็มาถึงยุคของสองพี่น้องตระกูลไรต์. ออร์วิลล์และวิลเบอร์ ไรต์ ซึ่งเป็นเจ้าของร้านจักรยานในเดย์ตัน รัฐโอไฮโอ สหรัฐอเมริกา ได้เริ่มทำการทดลองบินด้วยเครื่องร่อนครั้งแรกในปี 1900 โดยอาศัยความสำเร็จของลิเลียนทาลและชานุตเป็นพื้นฐาน. สองพี่น้องตระกูลไรต์ทำงานอย่างมีระบบและไม่รีบเร่งตลอดเวลาสามปีต่อมา โดยทดลองบินซ้ำหลายครั้งในคิตตีฮอว์ก รัฐนอร์ทแคโรไลนา. เขาได้พัฒนาเครื่องร่อนแบบใหม่ที่ใช้อุโมงค์ลมช่วย ซึ่งอุโมงค์ลมอันแรกของเขาทำจากกล่องใส่แป้งที่ใช้ลงเสื้อผ้า. สำหรับการบินที่ใช้เครื่องยนต์ครั้งแรกนั้น เขาได้สร้างเครื่องยนต์สี่สูบ 12 แรงม้าของตนเองขึ้นมา และนำไปติดตั้งบนปีกล่างของเครื่องบินลำใหม่. เครื่องยนต์นี้ส่งกำลังไปหมุนใบพัดสองตัวที่ทำด้วยไม้ โดยใบพัดแต่ละตัวจะขนาบอยู่แต่ละข้างของหางเสือด้านหลังเครื่องบิน.
วันที่ 14 ธันวาคม 1903 สิ่งประดิษฐ์ใหม่ของสองพี่น้องตระกูลไรต์นี้ได้เหินขึ้นฟ้าเป็นครั้งแรกจากรางปล่อยทำด้วยไม้—และลอยอยู่ในอากาศสามวินาทีครึ่ง! สามวันต่อมา เขาทดลองบินอีก. ในที่สุด เครื่องบินทะยานไปในอากาศเกือบหนึ่งนาทีเต็ม และไปได้ไกล 260 เมตร. เครื่องบินลำนี้บินได้สำเร็จ.a
น่าแปลก ผู้คนในโลกให้ความสนใจน้อยนิดต่อความสำเร็จอันเป็นจุดหัวเลี้ยวหัวต่อนี้. ในที่สุด เมื่อหนังสือพิมพ์เดอะ นิวยอร์ก ไทมส์ ลงเรื่องราวของสองพี่น้องตระกูลไรต์ในเดือนมกราคม 1906 หนังสือพิมพ์นั้นกล่าวว่า พวกเขาสร้าง “เครื่องจักรบินได้” ลำนั้นอย่างลับ ๆ และประสบแค่ “ความสำเร็จเล็กน้อยในการบินสู่ฟ้า” ในปี 1903. ในความเป็นจริงแล้ว หลังจากทำการบินครั้งประวัติศาสตร์ ออร์วิลล์ได้ส่งโทรเลขถึงพ่อของเขาในคืนนั้นทันทีเพื่อเร้าให้พ่อแจ้งข่าวแก่หนังสือพิมพ์. แต่มีหนังสือพิมพ์ในสหรัฐเพียงสามแห่งที่กุลีกุจอตีพิมพ์เรื่องดังกล่าวในตอนนั้น.
เครื่องจักรบินได้ไม่มีอนาคตทางการค้าหรือ?
โดยทั่วไป โลกยังกังขาเรื่องการบินในช่วงแรก ๆ ที่ถือกำเนิดขึ้นมา. แม้แต่ชานุต หนึ่งในผู้บุกเบิกที่โดดเด่นเรื่องการบินก็ทำนายไว้ในปี 1910 ว่า “ในความเห็นของพวกผู้เชี่ยวชาญที่มีความสามารถ ถือว่าเสียเวลาเปล่าที่จะคาดหวังอนาคตทางการค้าสำหรับเครื่องจักรบินได้นี้. มีขีดจำกัดเรื่องความสามารถในการบรรทุกและจะเป็นเช่นนี้เรื่อยไป ซึ่งไม่อาจใช้บรรทุกผู้โดยสารหรือสินค้าได้.”
ถึงกระนั้น เทคโนโลยีการบินก็ก้าวหน้าอย่างรวดเร็วไม่กี่ปีหลังจากการบินครั้งแรกของสองพี่น้องตระกูลไรต์. ภายในห้าปี ทั้งสองได้สร้างเครื่องบินปีกสองชั้นบรรทุกได้สองคน โดยสามารถบินได้เร็ว 71 กิโลเมตรต่อชั่วโมง และบินได้สูง 43 เมตร. ปี 1911 มีการเดินทางข้ามทวีปด้วยเครื่องบินเป็นครั้งแรกในสหรัฐ โดยเดินทางจากนิวยอร์กถึงแคลิฟอร์เนียใช้เวลาประมาณ 49 วัน! ระหว่างสงครามโลกครั้งที่หนึ่ง ความเร็วของอากาศยานเพิ่มขึ้นจาก 100 กิโลเมตรต่อชั่วโมงเป็นกว่า 230 กิโลเมตรต่อชั่วโมง. ไม่นาน สถิติเพดานบินก็สูงถึง 9,000 เมตร.
การทำลายสถิติทางการบินยังคงเป็นพาดหัวข่าวต่อไปในทศวรรษ 1920. เจ้าหน้าที่ทหารชาวอเมริกันสองนายบินข้ามสหรัฐรวดเดียวเป็นครั้งแรกในปี 1923 โดยบินจากชายฝั่งด้านหนึ่งไปยังอีกด้านหนึ่งของทวีปในเวลาไม่ถึง 27 ชั่วโมง. สี่ปีต่อมา ชาลส์ เอ. ลินด์เบิร์ก ก็แย่งชื่อเสียงไปทันทีโดยบินรวดเดียวไม่หยุดจากนิวยอร์กถึงปารีสด้วยเวลา 33 ชั่วโมง 20 นาที.
ในเวลาเดียวกัน สายการบินพาณิชย์ที่เพิ่งจะเปิดกิจการก็เริ่มชักจูงลูกค้า. พอถึงสิ้นปี 1939 การเดินทางทางอากาศเป็นที่นิยมถึงขั้นที่สายการบินต่าง ๆ ในสหรัฐให้บริการผู้โดยสารเกือบสามล้านคนต่อปี. เครื่องบินโดยสารที่ใช้กันทั่วไปในช่วงปลายทศวรรษ 1930 คือ ดีซี-3 บรรทุกผู้โดยสารแค่ 21 คน ความเร็วเดินทาง 270 กิโลเมตรต่อชั่วโมง แต่หลังจากสงครามโลกครั้งที่สอง เครื่องบินพาณิชย์พัฒนาลำใหญ่ขึ้นและทรงประสิทธิภาพมากขึ้น โดยมีความเร็วเดินทางมากกว่า 480 กิโลเมตรต่อชั่วโมง. บริเตนได้นำเครื่องบินไอพ่นพาณิชย์แบบเทอร์โบเจตออกบริการในปี 1952. และเครื่องบินไอพ่นแบบจัมโบเจต เช่น โบอิ้ง 747 ขนาด 400 ที่นั่งก็ถือกำเนิดในปี 1970.
ความสำเร็จอีกอย่างหนึ่งได้เกิดขึ้นในปี 1976 เมื่อทีมวิศวกรชาวบริเตนและฝรั่งเศสได้นำคอนคอร์ดออกสู่สายตาโลก ซึ่งเป็นเครื่องบินปีกสามเหลี่ยม พิกัดบรรทุกผู้โดยสาร 100 คน บินเร็วกว่าเสียงสองเท่า—มากกว่า 2,300 กิโลเมตรต่อชั่วโมง. แต่ค่าใช้จ่ายในการบินที่สูงลิ่วทำให้การใช้เครื่องบินพาณิชย์ที่เร็วกว่าเสียงชนิดนี้อยู่ในวงจำกัดไม่แพร่หลาย.
มีอิทธิพลต่อโลก
ถึงแม้คุณไม่เคยโดยสารเครื่องบิน แต่ชีวิตของคุณอาจได้รับผลกระทบจากความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีอันรวดเร็วนี้. การขนส่งสินค้าทางอากาศไปได้ทั่วทุกมุมโลก; บ่อยครั้ง อาหารที่เรารับประทาน, เสื้อผ้าที่เราสวมใส่, และเครื่องยนต์กลไกที่เราใช้ทั้งในบ้านและที่ทำงาน ขนส่งมาทางเครื่องบินจากคนละฝั่งฟากมหาสมุทรหรือทวีป. จดหมายและพัสดุภัณฑ์ต่าง ๆ เดินทางเร็วปรื๋อจากประเทศหนึ่งไปยังอีกประเทศหนึ่งโดยไปรษณีย์อากาศ. ธุรกิจต่าง ๆ พึ่งพาอย่างมากในบริการรับส่งเอกสารทางเครื่องบินเพื่อดำเนินธุรกิจในแต่ละวัน. สินค้าและบริการต่าง ๆ ที่มีให้เราอีกทั้งราคาที่เราจ่ายเพื่อสิ่งนั้น ๆ ล้วนแล้วแต่เป็นผลจากความสามารถในการบินของมนุษย์.
การบินยังก่อให้เกิดการเปลี่ยนแปลงทางสังคมอย่างมากอีกด้วย. ไม่ต้องสงสัย โลกแคบลงเพราะการบิน. ภายในไม่กี่ชั่วโมง คุณแทบจะไปอยู่ที่ไหนก็ได้ในโลก—ถ้ามีเงินพอ. ข่าวเดินทางได้เร็ว และผู้คนก็เช่นกัน.
ข้อเสียของความก้าวหน้า
แต่ความก้าวหน้าเช่นนี้ก็มีข้อเสียบางอย่าง. เนื่องจากมีการสัญจรทางอากาศเพิ่มมากขึ้น บางคนจึงวิตกว่าท้องฟ้ากำลังกลายเป็นแหล่งอันตรายมากขึ้นทุกที. เครื่องบินส่วนตัวและเครื่องบินพาณิชย์ที่ตกในแต่ละปีทำให้หลายคนเสียชีวิต. นิตยสารฟอร์จูน บอกว่า “ภายใต้ความกดดันแห่งการแข่งขันทางการค้า สายการบินหลายแห่งกำลังตัดทอนมาตรการพิเศษด้านความปลอดภัยซึ่งเคยทำกันเรื่อยมาคราวเมื่อพวกเขาสามารถผลักค่าใช้จ่ายพิเศษตรงนี้ให้ลูกค้า.” สำนักงานการบินแห่งรัฐบาลกลางสหรัฐ ซึ่งมีหน้าที่ดูแลความปลอดภัยทางอากาศในสหรัฐ “ได้รับทุนไม่เพียงพอ, มีเจ้าหน้าที่ไม่เพียงพอ, และบริหารงานไม่ดี” นิตยสารนี้รายงาน.
ในเวลาเดียวกัน พวกนักอนุรักษ์สิ่งแวดล้อมจำนวนมากขึ้นรู้สึกตื่นตระหนกเนื่องด้วยมลพิษในอากาศและมลพิษเสียงเพิ่มขึ้นจากการที่มีเครื่องบินไอพ่นสัญจรหนาแน่นขึ้น. การจัดการกับความเป็นห่วงเรื่องปัญหาเสียงรบกวน “เป็นหนึ่งในประเด็นที่ทำให้แตกแยกยิ่งขึ้นในแวดวงการบินพลเรือนของโลก” ตามคำกล่าวของนิตยสารเอวิเอชัน วีก แอนด์ สเปซ เทคโนโลยี.
นอกเหนือจากปัญหาเหล่านี้แล้วที่ซ้ำร้ายเข้าไปอีกก็คือ บรรดาอากาศยานมีอายุมากขึ้นเรื่อย ๆ อย่างเช่น ในปี 1990 พบว่าเครื่องบินในสหรัฐทุก ๆ 1 ใน 4 ลำมีอายุมากกว่า 20 ปี และ 1 ใน 3 ของจำนวนนี้ใช้เกิน “กำหนดอายุใช้งาน” ตามที่โรงงานผู้ผลิตตั้งไว้แต่แรก.
ด้วยเหตุนี้ เหล่าวิศวกรการบินจึงกำลังเผชิญข้อท้าทายที่น่าหนักใจอย่างยิ่ง. พวกเขาต้องพัฒนาวิธีที่ปลอดภัยยิ่งขึ้นและเสียค่าใช้จ่ายน้อยลงในการบรรทุกผู้โดยสารที่มากกว่าเดิม แม้ค่าใช้จ่ายจะทวีขึ้นเรื่อย ๆ และความเป็นห่วงด้านสิ่งแวดล้อมจะมีมากขึ้นก็ตาม.
วิธีแก้บางอย่างเพื่อตัดค่าใช้จ่ายเริ่มปรากฏให้เห็นแล้ว. จิม เอริกสัน เขียนไว้ในวารสารเอเชียวีก ว่า ทีมฝรั่งเศส-บริเตนของบริษัทแอโรสปาสยาลกับบริษัทแอโรสเปซแห่งบริเตน วางแผนจะพัฒนาเครื่องบินพิกัดบรรทุกผู้โดยสาร 300 คน ด้วยพิสัยการบินที่เร็วกว่าเสียงสองเท่า. ค่าใช้จ่ายและการสิ้นเปลืองน้ำมันต่อผู้โดยสารหนึ่งคนจะต่ำลง. และเพื่อรับมือกับสภาพเครื่องบินที่แออัดยัดเยียดตามท่าอากาศยานหลายแห่ง พวกช่างคิดช่างฝันบางคนได้เสนอแนะให้สร้างเฮลิคอปเตอร์โดยสารขนาดยักษ์รุ่นใหม่—แต่ละลำมีพิกัดบรรทุกผู้โดยสาร 100 คน. พวกเขาเชื่อว่าสักวันอาจใช้อากาศยานแบบนี้สำหรับการสัญจรระยะสั้นเป็นส่วนใหญ่ ซึ่งในปัจจุบันใช้อากาศยานแบบที่ปีกหมุนไม่ได้ตามที่นิยมกันมานาน.
เฮลิคอปเตอร์ขนาดยักษ์และเครื่องบินเร็วกว่าเสียงจะสนองความจำเป็นเร่งด่วนของอุตสาหกรรมสายการบินในปีต่อ ๆ ไปอย่างแท้จริงไหม? เวลาเท่านั้นจะบอกได้ขณะที่มนุษย์มุ่งหน้าต่อไปในการแสวงหาวิธี “เหินฟ้า” ให้กับการบินของตน.
[เชิงอรรถ]
a บางคนอ้างว่าในปี 1901 กุสตาฟ ไวต์เฮด (ไวส์คอฟ) ผู้ย้ายถิ่นชาวเยอรมันซึ่งอาศัยอยู่ในรัฐคอนเนตทิคัต สหรัฐอเมริกา ได้บินด้วยเครื่องบินที่เขาประดิษฐ์เช่นกัน. อย่างไรก็ตาม ไม่มีภาพถ่ายยืนยันคำอ้างนี้.
[รูปภาพหน้า 6]
ออตโต ลิเลียนทาล ราว ๆ ปี 1891
[ที่มาของภาพ]
Library of Congress/Corbis
[รูปภาพหน้า 6, 7]
ชาลส์ เอ. ลินด์เบิร์ก มาถึง ลอนดอน หลังจากบินข้ามมหาสมุทรแอตแลนติกสู่ปารีสในปี 1927
[ที่มาของภาพ]
Corbis-Bettmann
[รูปภาพหน้า 7]
ซอปวิท คาเมล, ปี 1917
[ที่มาของภาพ]
Museum of Flight/Corbis
[รูปภาพหน้า 7]
ดีซี-3, ปี 1935
[ที่มาของภาพ]
Photograph courtesy of Boeing Aircraft Company
[รูปภาพหน้า 7]
เรือบินซิกอร์สกี เอส-43, ปี 1937
[รูปภาพหน้า 8]
เฮลิคอปเตอร์กู้ภัยชายฝั่ง
[รูปภาพหน้า 8]
แบบจำลองเครื่องบินพิตส์ผาดโผนของแซมซัน
[รูปภาพหน้า 8, 9]
คอนคอร์ด เริ่มออกบินตามตารางในปี 1976
[รูปภาพหน้า 8, 9]
แอร์บัส เอ 300
[รูปภาพหน้า 9]
เมื่อกลับเข้าสู่บรรยากาศโลก กระสวยอวกาศก็กลายเป็นเครื่องร่อนที่มีความเร็วสูง
[รูปภาพหน้า 9]
“รูแทนแวริอีซ,” ปี 1978