เครื่องยนต์

เครื่องยนต์ที่เรานำมาใช้กับเครื่องบินเล็กของเรานั้น โดยส่วนมากเราจะนิยมใช้เครื่องยนต์เล็กทั้งแบบ 2 จังหวะ และ 4 จังหวะ ซึ่งเราเรียกว่าเครื่องยนต์โกลว์

ก่อนอื่นก็ขอแนะนำเครื่องยนต์ก่อนครับ เครื่องยนต์เล็กแบบนี้ เราใช้ติดตั้งให้กับเครื่องบินเล็กของเราครับ มีให้เลือกซื้อมากมายหลายยี่ห้อในตลาด RCบ้านเราครับ มีให้เลือกใช้กันหลายขนาดของความจุ โดยมากแล้วหน่วยที่ใช้เรียกความจุของเครื่องยนต์เครื่องบินเล็กนิยมที่จะใช้เรียกด้วย คิวบิคนิ้วหรือลูกบาศก์นิ้วครับเช่น 0.15 คิวบิคนิ้ว หรือ 0.46 ลูกบาศก์นิ้ว

แต่ที่เหมาะจะเลือกมาวางลงในเครื่องบินฝึกขั้นเริ่มต้นนั้นน่าจะเป็นขนาด 0.40 - 0.46 ครับ เพราะว่า มีกำลังเพียงพอและง่ายต่อการปรับแต่งเครื่องยนต์ให้เสถียร ที่กล่าวอย่างนี้ไม่ใช่ว่า เครื่องที่มีความจุน้อยกว่านี้จะไม่ดีนะครับ เพียงแต่ว่า เครื่องขนาดเล็กกว่ากำลังและแรงฉุดก็น้อยกว่าไปด้วย การจะนำไปวางในเครื่องบินฝึกนั้นดูจะไม่ค่อยเหมาะนัก เว้นเสียแต่ว่าจะสามารถทำการบินได้ระดับหนึ่งแล้วจึงค่อยมาเล่นเครื่องที่มีขนาดเล็กกว่าจะเป็นการดีกว่า เพราะว่าเครื่องบินที่มีขนาดเล็กนั้นพื้นที่ปีกก็เล็กตามไปด้วยการทำการบินก็จะยากกว่าเครื่องที่มีขนาดใหญ่กว่าครับ

เครื่องยนต์เล็กแบบ 2 จังหวะ

เครื่องยนต์เล็กแบบสี่จังหวะก็มีให้เลือกใช้สำหรับการเล่นเครื่องบินเล็กบังคับวิทยุ โดยที่เครื่องแบบสี่จังหวะนี้มีหลักการทำงานที่เหมือนกันทุกประการกับเครื่องยนต์สี่จังหวะขนาดใหญ่ทั่วไปเพียงแต่ขนาดเล็กกว่ากันมากเท่านั้นเอง มีให้เลือกใช้กันตั้งแต่ความจุกระบอกสูบประมาณ 0.52 คิวบิคนิ้วขึ้นไปจนถึง มากกว่า 1.40 คิวบิคนิ้วเลยก็มี ส่วนราคาค่าตัวของเครื่องยนต์แบบสี่จังหวะนี้โดยมากก็จะสูงกว่า เครื่องยนต์แบบ สองจังหวะในขนาดที่เท่ากันไปประมาณ เท่าตัว นับว่าเป็นการลงทุนที่ค่อนข้างสูงไปซักนิด แต่เมื่อต้องแลกกับพละกำลังแรงบินที่ได้มาแล้วก็ถือว่าคุ้มค่าเงิน นี่ยังไม่นับรวมถึงเสียงเครื่องยนต์เพราะๆระรื่นหูของมันอีกเป็นของแถม

เครื่องยนต์เล็กแบบ 4 จังหวะ

เครื่องยนต์ 2 จังหวะของเครื่องบินเล็กจะเป็นเครื่องยนต์แบบ Glow Plugsซึ่งใช้การสันดาปภายใน ใช้ความร้อนจากฝาสูบและเสื้อสูบเป็นความร้อนแฝงที่ทำให้ขดลวดภายในหัวเทียนร้อนอยู่อย่างต่อเนื่อง แต่เราก็ต้องใช้ไฟฟ้าในการจุดความร้อนของหัวเทียนก่อนด้วย Glow Start ซึ่งใช้ไฟฟ้ากระแสตรงแรงดัน 1.5 โวลท์ จึงจะทำการติดเครื่องยนต์ได้ เมื่อเครื่องยนต์ติดแล้วและลูกสูบได้ทำการอัดเชื้อเพลิงที่ผสมกับอากาศ เมื่อลูกสูบเคลื่อนที่ขึ้นสู่จุดศูนย์ตายบน (TDC) ก็จะเกิดความร้อน ทำให้หัวเทียนร้อนขึ้นมาจุดระเบิดโดยอัตโนมัติ จึงสามารถเอา Glow Startออกจากหัวเทียนได้โดยเครื่องยนต์จะทำงานต่อไปอย่างเป็นปกติ แต่มีข้อสังเกตุว่า เมื่อเอาที่จุดหัวเทียนออก(Glow Start) จะทำให้รอบของเครื่องยนต์ลดลงเพียงเล็กน้อยเท่านั้น และนั่นคือระบบGlow Engineที่ใช้กันอยู่ในปัจจุบัน

ก่อนที่เราจะมาทำการปรับแต่งเครื่องยนต์เราลองมาดูตัวแปรสำคัญๆต่างๆที่มีผลต่อการทำงานของเครื่องยนต์ สิ่งที่ทำให้เกิดความเปลี่ยนแปลงต่อเครื่องยนต์เล็กนั้นก็มีดังนี้ครับ

1. ระยะห่างระหว่างเครื่องยนต์กับถังน้ำมัน ซึ่งถ้าห่างมากๆ แรงดันจากท่อไอเสียที่ต่อเข้าไปยังถังน้ำมัน จะเกิดการสูญเสียแรงดันทำให้เครื่องยนต์ไม่สามารถตอบสนองอัตราเร่งได้อย่างเต็มที่

2. ตำแหน่งของถังน้ำมันกับคาบูเรเตอร์ ซึ่งท่อทางออกของช่องทางน้ำมันไม่ได้ขนานกับหัวฉีดน้ำมัน(Spray Bar Jet) สูงหรือต่ำกว่ามาก จะมีผลต่อการบินทำท่าทางต่างๆ เครื่องยนต์จะเดินไม่สม่ำเสมอ รอบเครื่องยนต์จะแปรผันอยู่ตลอดเวลา

3. การเลือกใช้น้ำมันไม่เหมาะสมกับเครื่องยนต์ หรืออาจไม่ใช้ตามคู่มือของเครื่องยนต์แต่ละชนิดระบุมา

4. การเลือกใช้ใบพัด ที่ไม่เหมาะกับขนาดความจุของเครื่องยนต์และกำลังของเครื่องยนต์

5. ท่อทางเดินของสายน้ำมันที่นำส่งน้ำมันจากถังน้ำมันเข้าสู่เครื่องยนต์ ที่ไม่สะดวก หรือท่อน้ำมัน พับ หรือรั่ว

6. การเลือกใช้หัวเทียนไม่ถูกประเภท กับเครื่องยนต์ชนิดนั้นๆ

การติดตั้งถังน้ำมันเชื้อเพลิง

การติดตั้งถังน้ำมันเชื้อเพลิงจะมีการติดตั้งทั้งในแนวระดับและแนวดิ่ง เช่น การติดตั้งเครื่องยนต์ในแนวระดับ คือ การติดตั้งเครื่องยนต์บนแท่นเครื่องยนต์ที่ตั้งหัวเครื่องยนต์ขึ้นด้านบนหรือด้านข้าง 90 องศา ซึ่งแรงดันอากาศ จากท่อไอเสียจะมีผลเป็นลบเมื่อเครื่องบินอยู่ในลักษณะการหงายท้องหรือทำท่าบินอื่นๆ

ส่วนการติดตั้งเครื่องยนต์ตำแหน่งหัวลูกสูบลงด้านล่างก็จะมีผลเมื่อปรับจูนเครื่องยนต์ เครื่องบินในลักษณะวางเครื่องบินลงบนพื้นปกติและจะผิดปกติเมื่อนำเครื่องบินหงายท้อง รอบของเครื่องยนต์จะเปลี่ยนไป โดยรอบของเครื่องยนต์จะเพิ่มขึ้นหรือลดลง ในขณะที่คาบูเรเตอร์เปิดอยู่เท่าเดิม ที่เป็นเช่นนี้เนื่องมาจาก แรงดันจาดท่อไอเสียคงอยู่เท่าเดิม แต่แรงดึงดูดของโลกได้แปรเปลี่ยนไป ถังน้ำมันที่อยู่สูงกว่าหัวฉีดคาบูเรเตอร์ ก็จะเปรียบเสมือน กาลักน้ำ จะทำให้น้ำมันออกมามากกว่าปกติ ทำให้รอบของเครื่องยนต์ตกลงมา หรืออาจทำให้ดับได้ ในรอบเดินเบา ซึ่งปัญหานี้สามารถแก้ไขได้โดยการวางตำแหน่งถังน้ำมันเสียใหม่โดยให้ตำแหน่งของท่อทางเดินน้ำมันออก ให้ใกล้กับระดับของหัวฉีดน้ำมันเชื้อเพลิง ที่คาบูเรเตอร์ให้มากที่สุด หรือปรับแต่งน้ำมันกับอากาศให้รอบเดินเบาของเครื่องยนต์สูงขึ้นก็สามารถช่วยได้บ้างเช่นกัน

การใช้เชื้อเพลิง การเลือกใช้น้ำมันเชื้อเพลิงก็มีผลต่อเครื่องยนต์เช่นกัน โดยตามปกติFIA(สหพันธ์ การบินโลก) ได้มีข้อกำหนดเกี่ยวกับน้ำมันเครื่องยนต์ของเครื่องบินเล็ก ระบบGlow Plug Engine ได้กำหนดไว้คือ ให้ใช้น้ำมันละหุ่งผสมกับแอลกอฮอล์ อัตราส่วน 1:3 และ 1:4 เท่านั้นซึ่งเครื่องยนต์ทั่วไปก็ใช้ได้อยู่แล้ว แต่ในขณะนี้วิวัฒนาการของการเล่นเครื่องบินเล็กได้พัฒนาขึ้นไปอย่างมากมาย จึงมีการเพิ่มหัวเชื้อไวไฟสูงเข้ามาผสมด้วยคือ Nitromethaneซึ่งควรจะใช้ในอัตราส่วน 5 ถึง 10 เปอร์เซ็นต์ก็เพียงพอแล้วสำหรับเครื่องยนต์เครื่องบินเล็ก โดยไม่รวมถึงเครื่องยนต์เรือ และรถยนต์ เพราะว่าเครื่องยนต์เครื่องบินเล็กจะใช้รอบสูงสุดไม่เกิน 16000 รอบ/นาที เท่านั้น แต่ก็มียกเว้นอีกเช่นกันสำหรับเครื่องบินที่ใช้แข่งขันความเร็ว และเครื่องยนต์แบบ Ducted Fanเพราะว่าเป็นรูปแบบของเครื่องยนต์ที่ต้องการรอบเครื่องยนต์ที่ค่อนข้างสูงเพื่อการสร้างความเร็วและแรงขับให้สูงขึ้น ดังนั้นสิ่งใดที่ไม่จำเป็นก็ไม่ควรจะเสียเช่นกัน

การเลือกใช้ใบพัด ก่อนอื่นควรเลือกดูก่อนว่าเราใช้เครื่องยนต์ขนาดความจุเท่าใด และมีใบพัดขนาดใดตามคู่มือของเครื่องยนต์ให้ใช้ได้บ้าง หลังจากนั้นจึงมาดูแบบของเครื่องบินที่ใช้อยู่ว่าเหาะสมหรือไม่ เช่นเป็นเครื่องบิน ประเภทใด Sport Scale Aerobaticหรือแบบอื่นๆ เพราะว่าใบพัดจะมีผลต่อรอบของเครื่องยนต์ที่เราต้องการเป็นอย่างยิ่ง ถ้าเลือกใช้ใบพัดผิดก็จะไม่สามารถตอบสนองความต้องการเวลาทำการบินเช่นกัน การเลือกใช้ใบพัดให้มีแรงเหวี่ยงจากการหมุนของใบพัดมาให้แรงเฉื่อยในตัวของมันเองเป็นตัวช่วยเร่งรอบให้สูงขึ้นอย่างต่อเนื่อง(ใบที่มีน้ำหนักค่อนข้างมาก) แต่อาจต้องใช้ฝาครอบใบพัด(Spinner)ที่มีน้ำหนักสักหน่อยเช่นกันโดยเลือกที่เป็นโลหะ ก็จะช่วยสร้างแรงเหวี่ยงให้สมดุลย์และเพิ่มขึ้นได้อย่างง่ายดายไม่ว่าจะเป็นรอบที่ต่ำสุดหรือสูงสุดก็ตาม โดยเฉพาะปัญหาจากการใช้ใบพัดไม้

ระบบส่งน้ำมัน

1. การดูดน้ำมันเข้าสู่ห้องก่อนเตรียมจุดระเบิด(Crankcase) หากต้องการให้คาบูเรเตอร์ดูดน้ำมันเองไม่ว่าในกรณีใดๆก็ตามโดยไม่มีแรงดันจากส่วนอื่นเข้ามาช่วยก็สามารถทำได้เช่นเดียวกัน หลักการนี้จะปล่อยให้อากาศเข้าไปแทนที่น้ำมันได้อย่างอิสระแต่จะมีความกดอากาศเข้ามาช่วยอีกแรง แต่ผลที่ได้รับคือการได้แรงดันที่ต่ำมาก ลักษณะการทำงานของเครื่องยนต์นั้น คาบูเรเตอร์จะเป็นตัวปรับการผสมเชื้อเพลิงกับอากาศให้ได้ปริมาณ ตามความต้องการของรอบเครื่องยนต์ในขณะนั้น เมื่อเครื่องยนต์ติดก็จะเกิดแรงดูดอันมหาศาลผ่านคาบูเรเตอร์ซึ่งจะช่วยในการนำพาน้ำมันเข้าสู่ห้องเตรียมเผาไหม้โดยผ่านท่อน้ำมันฉีด(Spray-Bar Jet) ซึ่งจะอยู่ภายในคาบูเรเตอร์ ผลที่ได้ในระบบนี้คือ เมื่อน้ำมันเข้าสู่คาบูเรเตอร์ช้า ทำให้การปรับอัตราส่วนผสมของน้ำมันกับอากาศช้าตามไปด้วย อาจทำให้เครื่องยนต์ดับได้ ในกรณีของการเร่งเครื่องยนต์อย่างเฉียบพลันหรือทำให้น้ำมันเข้ามากเกินไป การเผาไหม้ทำได้ไม่หมดก็จะเกิดการดับได้เช่นเดียวกัน

2. ระบบการใช้แรงดันอากาศจากท่อไอเสีย ระบบนี้เรียกได้ว่าเป็นมาตรฐานของเครื่องยนต์ Glow Plugsก็ว่าได้เพราะว่าหลักการทำงานชนิดนี้จะสอดคล้องระหว่างแรงดันและอัตราการทำงานของเครื่องยนต์และคาบูเรเตอร์จะทำงานปรับอัตราส่วนผสมของน้ำมันกับอากาศได้อย่างรวดเร็ว เนื่องจากระบบส่งน้ำมันชนิดนี้จะมีแรงดันที่สูงมากระบบหนึ่ง โดยหลักการทำงานนั้นเป็นหลักการง่ายๆ แต่คิดได้ยากและเป็นที่นิยมใช้กันโดยทั่วไป

หัวเทียน การเลือกใช้หัวเทียนมีผลต่อรอบเดินเบามากที่สุด ในขณะที่รอบสูงสุดนั้นไม่ค่อยจะมีผลต่อการเลือกใช้หัวเทียนซัดเท่าไรนัก การออกแบบหัวเทียนชนิดนี้ของบริษัทชั้นนำต่างๆนั้น ออกแบบโดยการแบ่งห้วงความร้อนของเครื่องยนต์แต่ละชนิดออกไป เช่นหัวเทียนร้อน ร้อนมาก เย็นปกติ และเย็นน้อย โดยการใช้ขดลวดต้านทานความร้อนให้ได้ค่าความร้อนตามที่ต้องการ ใช้น้ำมันที่มีส่วนผสมของ Nitroก็จะได้ค่าความร้อนสูงขึ้น ก็จำเป็นที่จะต้องเปลี่ยนหัวเทียนไปอีก 1 เบอร์ ถ้าเราใช้หัวเทียนไม่ถูกต้องกับความร้อนของเครื่องยนต์ ก็จะทำให้หัวเทียนขาดบ่อยและเป็นการสิ้นเปลืองหัวเทียนอย่างมาก อีกเหตุผลหนึ่งก็คือการเลือกใช้เชื้อเพลิงไม่ถูกต้องก็มีผลให้สิ้นเปลืองหัวเทียนเช่นเดียวกัน แต่โปรดเข้าใจไว้ว่า หัวเทียน Coldใช้กับเครื่องยนต์ที่มีค่าความร้อน(น้ำมันที่ผสม Nitro 10 % ขึ้นไป) หัวเทียน Mediumใช้กับเครื่องยนต์ที่มีค่าความร้อนปกติ Nitro 5 - 10 % และหัวเทียน Hot ใช้กับเครื่องยนต์ความร้อนต่ำรอบไม่จัดใช้กับน้ำมันธรรมดา เพียงเท่านี้เป็นอันว่าใช้ได้ครับ

รูปแบบของคาบูเรเตอร์ (Carburetor) การออกแบบเครื่องยนต์ของบริษัทต่างๆชั้นนำของโลกเช่น OS/ Enya /Fox/ ThunderTiger และอีกหลายๆยี่ห้องของโลก ต่างก็มีข้อจำกัดในการออกแบบเพราะว่าได้มีการจดสิทธิบัตรป้องกันเอาไว้ ใครจะลอกเลียนแบบไม่ได้แต่ไม่ว่าจะเป็นค่ายใดก็ตามต่างก็สร้างและผลิตออกมาอย่างตั้งใจที่สุดดีที่สุดเท่าที่จะทำได้ แต่ถ้ามอกกันโดยทั่วไปแล้วระบบใหญ่ๆของคาบูเรเตอร์ก็จะได้ออกมา 2 ระบบคือ ระบบเจาะรูอากาศ รอบเดินเบาไว้ด้านหน้าของคาบูเรเตอร์ที่เห็นได้ชัดก็จะเป็นของ Enya อีกระบบคือ การเจาะเข็มอากาศตรงข้ามกับเข็มปรับส่วนผสมที่กลางคาบูเรเตอร์ ด้านอากาศเข้าที่เห็ได้ชัดเจนก็คือ OS และอีกหลายๆเจ้าที่ต่างก็พัฒนาระบบนี้เช่นเดียวกัน