อากาศพลศาสตร์

ลองนึกภาพสายลมที่พัดเบาๆ ทำให้ธงโบกสะบัดไปมา หรือแรงที่มองไม่เห็นซึ่งช่วยให้ว่าวลอยละลิ่วอยู่บนท้องฟ้าสิ นั่นคือฉันเอง ฉันช่วยให้นกเหินเวหาได้เป็นชั่วโมงๆ โดยไม่ต้องกระพือปีกเลย และฉันยังพัดพาเมล็ดดอกแดนดิไลออนเล็กๆ ให้เดินทางไปไกลแสนไกล ฉันเป็นได้ทั้งเสียงกระซิบแผ่วเบาและเสียงคำรามกึกก้อง คอยผลักดันเรือใบให้แล่นฉิวข้ามมหาสมุทรสีครามอันกว้างใหญ่ เคยสงสัยไหมว่าทำไมเครื่องบินกระดาษถึงร่อนไปในอากาศได้แทนที่จะร่วงตุ้บลงพื้นทันที. นั่นก็เป็นเพราะฉันกำลังเล่นสนุกกับอากาศอยู่ยังไงล่ะ.

สวัสดี. ฉันชื่ออากาศพลศาสตร์. เป็นเวลาหลายพันปีที่ผู้คนเฝ้ามองการทำงานของฉันและฝันว่าสักวันหนึ่งพวกเขาจะบินได้เหมือนกัน. หนึ่งในคนแรกๆ ที่ศึกษาฉันอย่างจริงจังคือศิลปินและนักประดิษฐ์ผู้ปราดเปรื่องชาวอิตาลีนามว่า เลโอนาร์โด ดา วินชี. ราวๆ ปี ค.ศ. 1500 เขาใช้เวลาหลายชั่วโมงเฝ้าสังเกตพฤติกรรมของนก และร่างภาพว่าปีกของพวกมันโค้งงอและโอบอุ้มอากาศไว้อย่างไร. เขาเติมเต็มสมุดบันทึกทั้งเล่มด้วยภาพวาดเครื่องจักรกลที่น่าทึ่ง รวมถึงสิ่งประดิษฐ์ที่เรียกว่า 'ออร์นิธอปเตอร์' ซึ่งออกแบบมาให้กระพือปีกได้เหมือนนก. แม้ว่าเครื่องจักรของเขาจะไม่เคยได้ทะยานขึ้นจากพื้นดิน แต่เลโอนาร์โดก็ได้เข้าใจความลับที่สำคัญอย่างหนึ่ง นั่นคือ รูปร่างของวัตถุมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการเคลื่อนที่ผ่านอากาศ.

ต้องใช้เวลาอีกหลายศตวรรษกว่าที่ผู้คนจะเข้าใจกฎเกณฑ์ของฉันอย่างถ่องแท้. ในปี ค.ศ. 1799 วิศวกรชาวอังกฤษชื่อ เซอร์ จอร์จ เคย์ลีย์ ก็สามารถไขรหัสลับนี้ได้ในที่สุด. เขาค้นพบว่ามีแรงหลักสี่อย่างที่ทำงานอยู่เสมอเมื่อมีบางสิ่งบางอย่างกำลังบินอยู่ นั่นคือ แรงยก น้ำหนัก แรงขับ และแรงต้าน. ลองนึกภาพนกอินทรีที่กำลังร่อนอยู่ในท้องฟ้าดูสิ. น้ำหนักของมันคือแรงโน้มถ่วงที่ดึงมันลงสู่พื้น. แต่รูปทรงโค้งพิเศษของปีกของมันจะสร้างแรงจากอากาศที่ดันขึ้น เรียกว่า แรงยก. ในการเคลื่อนที่ไปข้างหน้า มันต้องการแรงผลัก ซึ่งเรียกว่า แรงขับ. และอากาศที่ต้านการเคลื่อนที่ของนกอินทรีเรียกว่า แรงต้าน. เซอร์ จอร์จ เคย์ลีย์ ค้นพบว่าเพื่อให้วัตถุบินได้ แรงยกจะต้องมากกว่าน้ำหนัก และแรงขับจะต้องมากกว่าแรงต้าน. การค้นพบอันน่าทึ่งของเขาทำให้เขาได้รับสมญานามว่า 'บิดาแห่งการบิน'.

เมื่อกฎเกณฑ์ของฉันเป็นที่เข้าใจในที่สุด ก็เป็นเพียงเรื่องของเวลาก่อนที่จะมีใครบางคนทะยานขึ้นสู่ท้องฟ้าได้สำเร็จ. คนคนนั้นก็คือสองพี่น้องจากรัฐโอไฮโอ ออร์วิลล์ และ วิลเบอร์ ไรต์. พวกเขาเป็นนักประดิษฐ์ที่น่าทึ่งที่ไม่เพียงแค่ฝัน แต่ยังลงมือสร้าง ทดสอบ และเรียนรู้จากความผิดพลาด. ในปี ค.ศ. 1901 พวกเขาสร้างอุโมงค์ลมขนาดเล็กเพื่อทดสอบรูปทรงปีกกว่า 200 แบบ เพื่อค้นหารูปทรงที่สมบูรณ์แบบที่สุด. หลังจากทำงานหนักมาหลายปี ในเช้าวันที่อากาศหนาวเย็นของวันที่ 17 ธันวาคม ค.ศ. 1903 ที่เมืองคิตตี้ฮอว์ก รัฐนอร์ทแคโรไลนา พวกเขาก็พร้อม. ออร์วิลล์เป็นผู้ควบคุมเครื่องบินของพวกเขาที่ชื่อว่า 'ไรต์ฟลายเออร์' เป็นเวลา 12 วินาทีที่น่าทึ่ง. นี่เป็นครั้งแรกในประวัติศาสตร์ที่เครื่องบินที่ใช้เครื่องยนต์และควบคุมได้ทะยานขึ้นสู่ท้องฟ้า. พวกเขาได้ใช้หลักการของฉันเพื่อเปลี่ยนแปลงโลกไปตลอดกาล.

ทุกวันนี้ ฉันยุ่งอยู่กับการช่วยเหลือผู้คนในหลากหลายรูปแบบ. ฉันช่วยให้เครื่องบินเจ็ตลำยักษ์บรรทุกผู้โดยสารข้ามมหาสมุทร และฉันยังทำให้รถแข่งมีรูปทรงเพรียวลมเพื่อให้พวกมันวิ่งฉิวไปรอบสนามแข่งโดยมีแรงต้านน้อยลง. วิศวกรยังใช้หลักการของฉันในการออกแบบจักรยานที่เร็วขึ้น ลูกกอล์ฟที่ลอยไปได้ไกลขึ้น และกังหันลมที่เงียบกว่าเดิมเพื่อผลิตพลังงานสะอาด. ทุกครั้งที่คุณเห็นเครื่องบินพุ่งผ่านท้องฟ้า หรือรู้สึกถึงลมที่พัดผ่านรถไฟความเร็วสูง นั่นแหละคือฉันกำลังทำงานอยู่. ฉันคือวิทยาศาสตร์แห่งการเคลื่อนที่ผ่านอากาศ และฉันพร้อมเสมอที่จะช่วยให้นักฝันและนักประดิษฐ์เอื้อมมือไปให้ถึงท้องฟ้า. แล้วคุณล่ะ จะสำรวจความสูงครั้งใหม่ด้วยความช่วยเหลือของฉันได้อย่างไรบ้าง.