สมรรถนะและการวางแผนบิน (Flight Performance & Planning)
ตัวคูณแก้ระยะวิ่งขึ้นและลง การคุมศูนย์ถ่วง (CG) ให้อยู่ในกรอบ และการกรอกแผนการบินตามช่องต่าง ๆ
เว็บไซต์นี้จัดทำเพื่อการศึกษาและการเตรียมสอบเบื้องต้น ผู้เรียนควรตรวจสอบกับเอกสารทางการของหน่วยงานกำกับดูแลและครูการบินก่อนนำไปใช้จริง เนื้อหาอ้างอิงมาตรฐาน EASA เป็นหลัก ตัวเลขและกฎบางข้ออาจต่างจากหลักสูตรของสำนักงานการบินพลเรือนไทย (CAAT)
เว็บไซต์นี้เป็นโครงการอิสระเพื่อการศึกษา ไม่ได้สังกัด ไม่ได้รับการรับรอง และไม่มีส่วนเกี่ยวข้องกับ EASA, ICAO, CAAT หรือหน่วยงานกำกับดูแลใด ๆ ข้อสอบเป็นเนื้อหาที่เรียบเรียงขึ้นเอง หรือนำมาจากแหล่งทางการที่เผยแพร่สู่สาธารณะ/เปิดให้ใช้ได้อย่างเสรี (เช่น FAA ซึ่งเป็นสาธารณสมบัติ และคลังข้อสอบ PSTAR ของ Transport Canada) โดยมีการระบุที่มาในแต่ละข้อ ทั้งนี้ไม่ใช่ข้อสอบจริงที่ใช้สอบของ EASA หรือ CAAT
บทนี้คือบทของตัวเลข แต่ไม่ต้องกังวล เพราะส่วนใหญ่เป็นเพียงการนำตัวเลขไปคูณกับตาราง ขอเพียงจำตัวคูณให้แม่นยำ คุณก็ตอบได้รวดเร็วกว่าใคร
6.1 ปัจจัยที่ทำให้ระยะวิ่งขึ้นและลงเพิ่มขึ้น
ตารางต่อไปนี้คือสิ่งที่ออกสอบบ่อยที่สุดในบทนี้ เพียงจำ ตัวคูณแก้ค่า (correction factor) ไว้ โจทย์ทุกข้อก็จะกลายเป็นการคูณเลขที่ง่ายดาย
| ปัจจัย | Take-off | Landing |
|---|---|---|
| น้ำหนักเพิ่ม 10% | ×1.2 | ×1.1 |
| สนามบินสูงขึ้น 1,000 ฟุต | ×1.1 | ×1.05 |
| อุณหภูมิสูงขึ้น 10°C | ×1.1 | ×1.05 |
| หญ้าแห้งสูงถึง 20 ซม. | ×1.2 | ×1.15 |
| หญ้าเปียก | ×1.3 | ×1.35 |
| ลาดขึ้น 2% / ลาดลง | ×1.1 | ×1.1 |
| ลมตาม (tailwind) | ×1.2 | ×1.2 |
6.2 น้ำหนักและสมดุล (Weight & Balance)
ศูนย์ถ่วง (CG) ต้องอยู่ภายในกรอบที่คู่มือกำหนด ทั้งขีดจำกัดด้านหน้าและด้านหลัง การคำนวณใช้ โมเมนต์ = น้ำหนัก × ระยะแขนจากจุดอ้างอิง (datum) หากศูนย์ถ่วงหลุดจากกรอบ เครื่องจะบังคับยากและเกิดอันตราย และอย่าลืมแปลงปริมาตรเชื้อเพลิงเป็นน้ำหนักด้วย ความถ่วงจำเพาะ (specific gravity) ก่อนคำนวณ
6.3 แผนการบิน (Flight Plan)
- ช่อง 7: เครื่องหมายเรียกขาน — ช่อง 8: กฎการบิน (V/I/Y/Z)
- ช่อง 9: จำนวนและชนิดเครื่อง พร้อมประเภท wake — ช่อง 10: อุปกรณ์
- ช่อง 13: สนามบินต้นทางและเวลา — ช่อง 15: ความเร็ว ระดับ และเส้นทาง
- ช่อง 16: ปลายทาง เวลาเดินทาง และสนามบินสำรอง
TODA, ASDA และ LDA
ในการวางแผนบิน เราต้องรู้จักระยะทางที่สนามบินมีให้ใช้งานจริงสามค่าหลัก ได้แก่ TODA (Take-Off Distance Available), ASDA (Accelerate-Stop Distance Available) และ LDA (Landing Distance Available) ซึ่งแต่ละค่ามีความหมายและการใช้งานที่แตกต่างกัน
TODA คือระยะ Runway + Clearway (พื้นที่โล่งหลัง Runway ที่ไม่มีสิ่งกีดขวาง แต่ใช้ไต่ขึ้นเท่านั้น ไม่ใช่วิ่งบนพื้น) ASDA คือระยะ Runway + Stopway (พื้นที่ที่สามารถใช้หยุดเครื่องบินในกรณีฉุกเฉินระหว่าง Rejected Take-Off ได้) ส่วน LDA คือระยะ Runway ที่ประกาศว่าใช้ลงจอดได้จริง ซึ่งอาจสั้นกว่าความยาว Runway จริงหากมีการกำหนด Displaced Threshold
---
Obstacle Clearance — การเคลียร์สิ่งกีดขวาง
หลัง Lift-off เครื่องบินต้องไต่ขึ้นด้วย Climb Gradient ที่เพียงพอเพื่อเคลียร์สิ่งกีดขวางรอบสนามบิน ค่า Gradient แสดงเป็นเปอร์เซ็นต์ เช่น Gradient 3.3% หมายความว่าสำหรับทุก 1,000 ฟุตที่บินในแนวนอน จะไต่สูงขึ้น 33 ฟุต ค่า Gradient ที่ต้องการขึ้นอยู่กับตำแหน่งและความสูงของสิ่งกีดขวาง ซึ่งระบุไว้ใน POH (Pilot's Operating Handbook) และ AIP ของสนามบินนั้น
น้ำหนักบรรทุก, อุณหภูมิ, ความสูงจากระดับน้ำทะเล และลมล้วนมีผลต่อ Gradient ที่ทำได้จริง หากสภาพอากาศร้อนหรืออยู่ในที่สูง ประสิทธิภาพเครื่องยนต์ลดลง และ Gradient จะต่ำลง ต้องคำนวณก่อนบินทุกครั้งเพื่อให้แน่ใจว่าเครื่องบินสามารถเคลียร์สิ่งกีดขวางได้อย่างปลอดภัย
---
Glide Ratio กับลม
Glide Ratio (อัตราร่อน) คืออัตราส่วนระหว่างระยะทางในแนวนอนต่อความสูงที่เสียไป เช่น Glide Ratio 10:1 หมายความว่าสำหรับทุก 1,000 ฟุตที่ลดลง จะร่อนได้ไกล 10,000 ฟุต อย่างไรก็ตาม ลมมีผลต่อ Ground Range (ระยะทางจริงบนพื้น) ที่ทำได้อย่างมีนัยสำคัญ
ลมหัว (Headwind) ทำให้ Ground Speed ต่ำลง ส่งผลให้ Ground Range สั้นลงแม้ Air Range (ระยะทางในอากาศ) เท่าเดิม ลมตาม (Tailwind) ทำให้ Ground Speed สูงขึ้น และ Ground Range ยาวขึ้น การคำนวณ Ground Range ที่แม่นยำจึงต้องนำปัจจัยลมมาคิดร่วมด้วย
วิธีคิดที่ถูกต้องตามหลักคือ: ระยะที่ลมเปลี่ยนไป = ความเร็วลม × เวลาที่ลอยอยู่ในอากาศ โดยเวลาที่ลอยอยู่ = ความสูง ÷ อัตราการร่อนลง (rate of descent) เพราะระหว่างที่เครื่องร่อนลงนั้น มวลอากาศทั้งก้อนถูกลมพัดพาไป เครื่องจึงถูกพาตามไปด้วย — ลมหัวพัดถอย ลมตามพัดไปข้างหน้า
---
Fuel Reserves — EASA NCO Day VFR
การวางแผนเชื้อเพลิงตามกฎ EASA NCO (Non-Commercial Operations) สำหรับ Day VFR ต้องบรรทุกเชื้อเพลิงครบทุก Component ดังนี้ เชื้อเพลิงรวมทั้งหมด = Trip Fuel + Contingency Fuel + Alternate Fuel (ถ้าจำเป็น) + Final Reserve
Trip fuel คือเชื้อเพลิงที่ใช้สำหรับเส้นทางหลักจากจุดเริ่มต้นถึงจุดหมาย Contingency fuel คือเชื้อเพลิงเผื่อความไม่แน่นอน เช่น ลมแรงกว่าคาด หรือเส้นทางต้องเปลี่ยน — ตัวเลข 5% ของ Trip Fuel เป็นข้อกำหนดของ Part-CAT/IFR และถือเป็น Good Practice ที่นิยมใช้ใน Day VFR แต่ Part-NCO «ไม่ได้» บังคับเปอร์เซ็นต์ตายตัวสำหรับ VFR Alternate fuel คือเชื้อเพลิงสำหรับบินต่อไปยังสนามบินสำรอง (ต้องการเมื่อสภาพอากาศหรือข้อกำหนดกำหนด) และ Final reserve คือเชื้อเพลิงที่ต้องคงเหลืออยู่เสมอ ห้ามนำมาใช้ในการวางแผนปกติ
---
Specific Gravity — การแปลงปริมาตรเป็นน้ำหนักเชื้อเพลิง
เชื้อเพลิงในถังวัดเป็น ลิตร (Volume) แต่ใน Weight & Balance และการคำนวณ Payload ต้องใช้ กิโลกรัม (Mass) การแปลงทำโดยใช้ Specific Gravity (SG) หรือความหนาแน่นสัมพัทธ์ของเชื้อเพลิงเทียบกับน้ำ
สำหรับเชื้อเพลิงที่ใช้ในการบิน: Avgas (100LL) มี SG = 0.72 และ Jet-A1 มี SG = 0.80 สูตรคือ น้ำหนัก (kg) = ปริมาตร (ลิตร) × SG โปรดระวังว่า SG อาจเปลี่ยนแปลงเล็กน้อยตามอุณหภูมิ แต่สำหรับการสอบ PPL ให้ใช้ค่ามาตรฐานข้างต้น
เพิ่มเติมให้ครอบคลุมการสอบ ECQB
ความเร็วเข้าสู่สนาม 1.3 Vs (Approach/Threshold Speed, Vref)
ความเร็วอ้างอิงขณะร่อนเข้าสนาม (Vref) ตามหลัก EASA คือ «1.3 เท่าของความเร็วร่วงในรูปแบบลงจอด» นั่นคือ Vref = 1.3 × Vs0 โดย Vs0 คือความเร็วร่วง (stall speed) ที่แฟลปและล้อกางเต็มที่ การคูณ 1.3 ให้ margin ป้องกันการร่วงขณะเลี้ยวหรือเจอลมกระโชก เนื่องจาก Vs0 เปลี่ยนตามน้ำหนัก หากน้ำหนักลดลง Vs0 และ Vref ก็ลดตามรากที่สองของอัตราส่วนน้ำหนัก เครื่องเบาจึงเข้าสนามได้ช้าลง การเข้าสนามเร็วเกินไป (over-the-fence) ทำให้ floating และร่อนเลย touchdown zone.
กฎประมาณ TAS เพิ่ม 2% ทุก 1,000 ฟุต
ในการทำ navigation log ความเร็วจริงในอากาศ (True Airspeed, TAS) สูงกว่าความเร็วที่อ่านบนมาตร (Indicated/Calibrated Airspeed) เมื่อบินสูงขึ้น เพราะอากาศเบาบางลง กฎประมาณที่ EASA ใช้คือ «TAS เพิ่มประมาณ 2% ของ CAS ต่อทุก 1,000 ฟุตของ pressure altitude» เช่น CAS 100 kt ที่ 6,000 ฟุต จะได้ TAS ประมาณ 100 + (12% × 100) = 112 kt อุณหภูมิที่สูงกว่า ISA จะทำให้ TAS เพิ่มขึ้นอีกเล็กน้อย กฎนี้ใช้ประมาณค่าได้รวดเร็วโดยไม่ต้องเปิด flight computer.
การหาองค์ประกอบลมขวางและลมหัว (Crosswind/Headwind Component)
เมื่อลมทำมุมกับรันเวย์ เราต้องแยกเป็นองค์ประกอบลมหัว (headwind) และลมขวาง (crosswind) วิธี clock/sine ใช้ค่าไซน์ของมุมระหว่างทิศลมกับรันเวย์: Crosswind = ความเร็วลม × sin(มุม) และ Headwind = ความเร็วลม × cos(มุม) กฎ rule of thumb: มุม 30° ≈ ครึ่งหนึ่ง (0.5), มุม 45° ≈ 0.7, มุม 60° ≈ เกือบเต็ม (0.9) ของความเร็วลม เมื่อลมทำมุม 90° กับรันเวย์ ลมทั้งหมดเป็น crosswind และไม่มี headwind ต้องเทียบกับ maximum demonstrated crosswind ใน POH ก่อนลงจอด.
Density Altitude และกฎ ISA Deviation
Density Altitude (DA) คือระดับความสูงในบรรยากาศมาตรฐาน (ISA) ที่ความหนาแน่นของอากาศเท่ากับที่เครื่องบินกำลังประสบจริง DA สูงทำให้สมรรถนะลดลงทุกด้าน: แรงยกน้อยลง เครื่องยนต์และใบพัดให้แรงน้อยลง ระยะวิ่งขึ้นยาวขึ้น อัตราไต่ลดลง การประมาณใช้ pressure altitude แล้วบวกเพิ่มประมาณ «120 ฟุตต่อทุก 1°C ที่อุณหภูมิสูงกว่า ISA» ค่าอุณหภูมิ ISA ที่ระดับน้ำทะเลคือ 15°C ลดลง 2°C ต่อ 1,000 ฟุต เช่น ที่สนามบินสูง 2,000 ฟุต ISA คือ 11°C หากจริง 21°C คือสูงกว่า ISA 10°C ได้ DA ≈ pressure altitude + 1,200 ฟุต.
พิสัยบินสูงสุดเทียบกับเวลาบินนานสุด (Range vs Endurance)
ความเร็ว «best endurance» คือความเร็วที่ใช้กำลังน้อยที่สุด (minimum power required) ให้บินอยู่ในอากาศได้นานที่สุดต่อเชื้อเพลิงหนึ่งหน่วยเวลา เหมาะกับการ holding ส่วนความเร็ว «best range» คือความเร็วที่ได้ระยะทางมากที่สุดต่อเชื้อเพลิง (maximum specific range) ซึ่งเร็วกว่า best endurance และตรงกับจุดที่อัตราส่วน L/D สูงสุดในเครื่องลูกสูบ การบินสูงขึ้นมักช่วยเพิ่ม specific range เพราะ TAS สูงขึ้นที่กำลังเท่าเดิม ส่วนลมหัวจะลดพิสัยบนพื้น ทำให้ความเร็ว best range จริงต้องเพิ่มขึ้นเล็กน้อยเมื่อมีลมหัว.
Climb Gradient เป็นเปอร์เซ็นต์ และ Vx เทียบ Vy
Vx คือ «best angle of climb speed» ให้มุมไต่ชันที่สุด ได้ความสูงมากที่สุดต่อระยะทางแนวนอน ใช้เคลียร์สิ่งกีดขวาง ส่วน Vy คือ «best rate of climb speed» ให้ได้ความสูงมากที่สุดต่อหน่วยเวลา Vy เร็วกว่า Vx ในเครื่องลูกสูบ และทั้งสองค่าจะเข้าใกล้กันเมื่อระดับสูงขึ้นจนมาบรรจบที่ absolute ceiling การแปลง Climb Gradient เป็นเปอร์เซ็นต์คำนวณจาก Gradient % = (Rate of Climb ÷ Ground Speed) โดยใช้หน่วยเดียวกัน หรือใช้ ROC (fpm) หารด้วย GS (kt) แล้วคูณค่าคงที่ที่เหมาะสมเพื่อให้ได้ฟุตต่อนอติคัลไมล์.
Altimetry: True Altitude, Cold-Temp Error และ QNE/QNH
มาตรวัดความสูงปรับเทียบกับบรรยากาศมาตรฐาน เมื่ออากาศเย็นกว่า ISA อากาศหนาแน่นขึ้น ความสูงจริง (true altitude) จะ «ต่ำกว่า» ที่มาตรอ่าน — จึงเสี่ยงกับสิ่งกีดขวางในวันหนาว ตามหลัก «from high to low, look out below» การตั้ง QNH ให้มาตรอ่านเป็นความสูงเหนือระดับน้ำทะเล (amsl) ใช้สำหรับเคลียร์สิ่งกีดขวางและความสูงสนาม ส่วน QNE คือการตั้ง standard 1013.25 hPa ให้อ่านเป็น flight level เหนือ transition altitude การแก้ค่า cold temperature ต้องบวกเพิ่มความสูงตามตารางเมื่ออุณหภูมิต่ำกว่า ISA มาก เพื่อรักษาระยะปลอดภัยจากภูมิประเทศ.
ความลาดเอียงรันเวย์ (Runway Slope %)
ความลาดเอียงรันเวย์ (runway slope) มีผลต่อระยะวิ่งขึ้น-ลง: ลาดขึ้น (upslope) เพิ่มระยะวิ่งขึ้น ลาดลง (downslope) ลดระยะวิ่งขึ้น คิดเป็นเปอร์เซ็นต์จากผลต่างความสูงปลายทั้งสองหารด้วยความยาวรันเวย์ คูณ 100: slope (%) = (ผลต่างความสูง [ft] ÷ ความยาวรันเวย์ [ft]) × 100
นิยามน้ำหนักสำคัญ (MTOM / MLM / ZFM) และผลของ CG หน้า-หลัง
ก่อนคำนวณต้องรู้จักน้ำหนักจำกัดที่ออกสอบ:
- MTOM (Maximum Take-Off Mass) — น้ำหนักสูงสุดที่อนุญาตให้วิ่งขึ้น (บางตำราเขียน MTOW)
- MLM (Maximum Landing Mass) — น้ำหนักสูงสุดที่อนุญาตให้ลงจอด มักต่ำกว่า MTOM เพราะโครงสร้างขาลงจอดรับแรงกระแทกได้จำกัด
- MZFM (Maximum Zero-Fuel Mass) — น้ำหนักสูงสุดของเครื่อง + คน + สัมภาระ ก่อนเติมเชื้อเพลิง (น้ำหนักที่ไม่รวมเชื้อเพลิงที่ใช้ได้) เพื่อจำกัดภาระดัดที่โคนปีก เพราะน้ำมันในปีกช่วยถ่วงคาน
ผลของตำแหน่ง CG ต่อการบังคับ:
- CG ค่อนไปทางหน้า (forward): เครื่องเสถียรกว่า เงยหัวยากขึ้น ต้องใช้แรงดึงคันบังคับมากตอน flare ความเร็วร่วง (stall speed) สูงขึ้นเล็กน้อย ระยะวิ่งขึ้นยาวขึ้น
- CG ค่อนไปทางหลัง (aft): เครื่องไวและเสถียรน้อยลง เงยหัวง่าย แต่หากเกินขีดหลังจะ กู้จากสตอล/สปินยาก อันตรายมาก
ตัวอย่างคำนวณน้ำหนักและสมดุลแบบเต็ม (Worked Mass & Balance)
วิธีคิด: หา โมเมนต์ (moment) = น้ำหนัก × แขน (arm) ของทุกรายการ บวกน้ำหนักรวมและโมเมนต์รวม แล้ว CG = โมเมนต์รวม ÷ น้ำหนักรวม จากนั้นเทียบกับขีดจำกัด CG หน้า/หลัง
สมมติ POH กำหนด: MTOM = 1,055 กก., ขีด CG หน้า = 0.89 ม., หลัง = 1.12 ม. (วัดจาก datum) เชื้อเพลิง Avgas SG = 0.72
| รายการ | น้ำหนัก (กก.) | แขน (ม.) | โมเมนต์ (กก.·ม.) |
|---|---|---|---|
| เครื่องเปล่า (empty) | 690 | 0.95 | 655.5 |
| นักบิน + ผู้โดยสารหน้า | 150 | 0.99 | 148.5 |
| ผู้โดยสารหลัง | 70 | 1.80 | 126.0 |
| เชื้อเพลิง 90 ลิตร × 0.72 = 64.8 กก. | 64.8 | 1.07 | 69.3 |
| สัมภาระ | 20 | 2.10 | 42.0 |
| รวม | 994.8 | — | 1,041.3 |
ขั้นตอน:
- น้ำหนักรวม = 994.8 กก. → น้อยกว่า MTOM 1,055 กก. ✓ ผ่าน
- CG = 1,041.3 ÷ 994.8 = 1.047 ม.
- เทียบกรอบ: 0.89 ม. ≤ 1.047 ม. ≤ 1.12 ม. → CG อยู่ในกรอบ ✓ ผ่าน บินได้
สามเหลี่ยมลมและการวางแผนเส้นทาง (Wind Triangle: Heading, GS, ETA)
ในการวางแผนแต่ละ leg เราต้องแปลงจาก ทิศทางที่อยากไป (Track) และ ความเร็วในอากาศ (TAS) ให้กลายเป็น หัวเครื่องที่ต้องบิน (Heading) และ ความเร็วเหนือพื้น (Groundspeed, GS) โดยรวมผลของ ลม (W/V = ทิศ/ความเร็ว) สามองค์ประกอบนี้ประกอบกันเป็น สามเหลี่ยมลม (wind triangle)
- มุมเยื้องลม (Wind Correction Angle, WCA): หัวเครื่องต้องเอียงทวนเข้าหาลม (crab) เพื่อชดเชยลมข้าง — Heading = Track ± WCA (เอียงเข้าหาด้านที่ลมพัดมา)
- ลมหัว/ลมตาม ปรับ GS: ลมหัวลด GS, ลมตามเพิ่ม GS
- ETA: เวลาบินของ leg = ระยะทาง (NM) ÷ GS (kt) × 60 = นาที
สรุปท้ายบท
เนื้อหาหลักคือตัวคูณแก้ระยะวิ่งขึ้นและลง การคุมศูนย์ถ่วงให้อยู่ในกรอบ (พร้อมตัวอย่างคำนวณ M&B และนิยาม MTOM/MLM/MZFM) การร่อนเมื่อมีลม สามเหลี่ยมลมหา heading/GS/ETA และการกรอกแผนการบินตามช่องต่าง ๆ
คำศัพท์สำคัญ
จุดสมดุลน้ำหนักของเครื่อง ต้องอยู่ในกรอบ
ลมที่ตั้งฉากกับรันเวย์
ใช้แปลงปริมาตรเชื้อเพลิงเป็นน้ำหนัก
แบบฟอร์มแจ้งรายละเอียดเที่ยวบิน
น้ำหนัก × แขนจากจุดอ้างอิง (datum)
Maximum Take-Off Mass; ห้ามขึ้นบินเกิน
จุดที่มักออกสอบ
- น้ำหนักเพิ่ม 10% → take-off ×1.2, landing ×1.1
- ลมตามเพิ่มระยะทั้งขึ้นและลง (×1.2)
แบบทดสอบท้ายบท
106 ข้อ