อ่าน 9 นาที
การกำหนดค่าตัวผลัก
ใน วิศวกรรม การบิน และ วิศวกรรมทางทะเล คำว่า "แบบผลักดัน" (pusher configuration) ใช้เพื่ออธิบายระบบขับเคลื่อนของเครื่องบิน หรือ เรือ ที่ มี อุปกรณ์ขับเคลื่อนอยู่หลัง เครื่องยนต์...
การกำหนดค่าตัวผลัก

ในวิศวกรรมการบินและ วิศวกรรมทางทะเล คำว่า "แบบผลักดัน" (pusher configuration) ใช้เพื่ออธิบายระบบขับเคลื่อนของเครื่องบินหรือเรือที่มีอุปกรณ์ขับเคลื่อนอยู่หลังเครื่องยนต์ซึ่ง แตกต่างจาก "แบบดึง" ( tractor configuration ) ทั่วไปที่วางอุปกรณ์ขับเคลื่อนไว้ด้านหน้า
แม้ว่าโดยทั่วไปแล้วคำนี้มักใช้กับเครื่องบิน แต่ ตัวอย่าง ใบพัดที่ พบเห็นได้ทั่วไปมากที่สุด คือเครื่องยนต์เรือติดท้ายเรือขนาดเล็ก
“การกำหนดค่าแบบผลักดัน” หมายถึงอุปกรณ์ขับเคลื่อนเฉพาะ (ใบพัดหรือพัดลมแบบมีท่อ ) ที่ติดตั้งกับยานพาหนะ ไม่ว่าจะเป็นแอโรสแตท ( เรือเหาะ ) หรือแอโรไดน์ (เครื่องบิน, WIG ,พาราโมเตอร์ , เฮลิคอปเตอร์ ) หรือประเภทอื่นๆ เช่นโฮเวอร์คราฟต์แอร์โบ๊ทและสโนว์โมบิล ที่ขับเคลื่อนด้วย ใบพัด[ 1 ]
ประวัติศาสตร์






เครื่องบิน "Planophore" ที่ขับเคลื่อนด้วยยาง ซึ่งออกแบบโดยAlphonse Pénaudในปี 1871 เป็นเครื่องบินจำลองรุ่นแรกๆ ที่ประสบความสำเร็จ โดยใช้ใบพัดแบบผลัก
เครื่องบินรุ่นแรกๆ หลายลำ (โดยเฉพาะเครื่องบินปีกสองชั้น) เป็นแบบ "ผลักดัน" ซึ่งรวมถึงเครื่องบินไรท์ฟลายเออร์ (ค.ศ. 1903) เครื่องบินซานโตส-ดูมงต์ 14-บิส (ค.ศ. 1906) เครื่องบิน วัวซิน-ฟาร์มาน 1 (ค.ศ. 1907) และเครื่องบินเคอร์ติส โมเดล ดี ที่ ยูจีน อีลีใช้ในการลงจอดบนเรือครั้งแรกเมื่อวันที่ 18 มกราคม ค.ศ. 1911 เครื่องบินผลักดัน ฟาร์มานที่ 3ของอองรี ฟาร์มานและรุ่นต่อๆ มามีอิทธิพลอย่างมากในสหราชอาณาจักร จนทำให้เครื่องบินผลักดันโดยทั่วไปเป็นที่รู้จักในชื่อ "แบบฟาร์มาน" [หมายเหตุ 1 ]การกำหนดค่าเครื่องบินผลักดันรุ่นแรกๆ อื่นๆ เป็นรูปแบบต่างๆ ของแนวคิดนี้
เครื่องบินผลักดันแบบคลาสสิก "ฟาร์มาน" มีใบพัด "ติดตั้งอยู่ด้านหลังพื้นผิวรับแรงยกหลัก" โดยมีเครื่องยนต์ยึดติดกับปีกด้านล่างหรือระหว่างปีก ทันทีที่อยู่ด้านหน้าใบพัดในลำตัวสั้นๆ (ซึ่งมีนักบินอยู่ด้วย) ที่เรียกว่านาเซลความยากลำบากหลักของการออกแบบเครื่องบินผลักดันแบบนี้คือการติดหาง (เอ็มเพนเนจ) หางจะต้องอยู่ในตำแหน่งเดียวกันกับเครื่องบินดึง แต่โครงสร้างรองรับจะต้องหลีกเลี่ยงใบพัด
ตัวอย่างแรกสุดของเครื่องบินแบบผลักนั้นอาศัยปีกเล็กด้านหน้า แต่สิ่งนี้ส่งผลกระทบอย่างมากต่อหลักอากาศพลศาสตร์ ซึ่งนักออกแบบในยุคแรกๆ ไม่สามารถแก้ไขได้ โดยทั่วไป การติดตั้งปีกท้ายจะทำด้วยโครงสร้างลวดที่ซับซ้อนซึ่งสร้างแรงต้านอากาศมาก ก่อนสงครามโลกครั้งที่หนึ่ง จะเริ่มต้นขึ้น แรงต้านอากาศนี้ได้รับการยอมรับว่าเป็นเพียงหนึ่งในปัจจัยที่จะทำให้เครื่องบินแบบผลักสไตล์ฟาร์มานมีประสิทธิภาพด้อยกว่าเครื่องบิน แบบดึง ที่คล้ายคลึงกัน
กองทัพบกสหรัฐฯ สั่งห้ามใช้เครื่องบินแบบผลักในปลายปี 1914 หลังจากนักบินหลายคนเสียชีวิตจากอุบัติเหตุเครื่องบินประเภทนี้[ 2 ]ดังนั้นตั้งแต่ประมาณปี 1912 เป็นต้นไป เครื่องบินบกแบบใหม่ของสหรัฐฯ ส่วนใหญ่จึงเป็นเครื่องบินปีกสองชั้นแบบดึง ในขณะที่เครื่องบินแบบผลักทุกประเภทถูกมองว่าล้าสมัยทั้งสองฝั่งของมหาสมุทรแอตแลนติก อย่างไรก็ตาม การออกแบบเครื่องบินแบบผลักแบบใหม่ยังคงดำเนินต่อไปจนถึงช่วงสงบศึก เช่นVickers Vampireแม้ว่าจะมีเพียงไม่กี่ลำที่เข้าประจำการหลังจากปี 1916
อย่างไรก็ตาม อย่างน้อยจนถึงสิ้นปี พ.ศ. 2459 เครื่องบินแบบผลัก (เช่น เครื่องบินขับไล่ Airco DH.2 ) ยังคงเป็นที่นิยมในฐานะเครื่องบินบรรทุกปืนโดยกองบินหลวงของอังกฤษเนื่องจากสามารถใช้ปืนที่ยิงไปข้างหน้าได้โดยไม่ถูกกีดขวางโดยส่วนโค้งของใบพัด เมื่อมีการนำ กลไก ของฟอกเกอร์ มาใช้ ในการซิงโครไนซ์การยิงปืนกลกับใบพัดที่กำลังเคลื่อนที่ ได้สำเร็จ [ 3 ] ตามมาด้วยการนำเกียร์ซิงโครไนซ์มาใช้กัน อย่างแพร่หลายโดยทุกฝ่ายที่เข้าร่วมการรบในปี พ.ศ. 2459 และ พ.ศ. 2460 การกำหนดค่าแบบดึงจึงกลายเป็นที่นิยมอย่างแพร่หลาย และเครื่องบินแบบผลักก็ลดลงเหลือเพียงส่วนน้อยของการออกแบบเครื่องบินใหม่ที่มีเหตุผลเฉพาะในการใช้การจัดเรียงดังกล่าว
ทั้งอังกฤษและฝรั่งเศสยังคงใช้เครื่องบินทิ้งระเบิดแบบผลักดันอยู่ แม้ว่าจะไม่มีความเห็นที่ชัดเจนเกี่ยวกับฝ่ายใดฝ่ายหนึ่งจนกระทั่งปี 1917 เครื่องบินประเภทนี้รวมถึง (นอกเหนือจากผลิตภัณฑ์ของบริษัท Farman) เครื่องบินทิ้งระเบิด Voisin (ผลิต 3,200 ลำ) เครื่องบินVickers FB5 "Gunbus" และเครื่องบินRoyal Aircraft Factory FE2 อย่างไรก็ตาม แม้แต่เครื่องบินเหล่านี้ก็ถูกโยกไปใช้ในบทบาทการฝึกก่อนที่จะหายไปอย่างสิ้นเชิง เครื่องบินขับไล่ลำสุดท้ายที่อาจใช้โครงสร้างแบบผลักดันของ Farman คือเครื่องบินขับไล่ติดปืน Vickers Type 161 COW ในปี 1931
ในช่วงเวลาที่การออกแบบดังกล่าวเสื่อมความนิยมไปนาน ใบพัดแบบผลักยังคงถูกใช้ในเครื่องบินที่ได้รับประโยชน์เพียงเล็กน้อยจากการติดตั้ง และสามารถสร้างเป็นเครื่องบินแบบดึงได้เครื่องบินทะเล ปีกสองชั้น มักติดตั้งเครื่องยนต์ไว้เหนือลำตัวเครื่องบินเพื่อให้มีระยะห่างจากน้ำมากที่สุด โดยมักใช้ใบพัดแบบผลักเพื่อหลีกเลี่ยงละอองน้ำและอันตรายที่เกี่ยวข้อง โดยการติดตั้งใบพัดให้ห่างจากห้องนักบินเครื่องบิน Supermarine Walrusเป็นตัวอย่างหนึ่งของการออกแบบนี้ในช่วงปลาย
รูปแบบ ที่เรียกว่า " แบบผลัก/ดึง"ซึ่งเป็นการผสมผสานระหว่างการกำหนดค่าแบบดึงและผลัก กล่าวคือ มีใบพัดหนึ่งใบหรือมากกว่านั้นหันไปข้างหน้าและอีกหนึ่งใบหรือมากกว่านั้นหันไปข้างหลัง เป็นอีกแนวคิดหนึ่งที่ยังคงถูกนำมาใช้เป็นครั้งคราวเพื่อลดผลกระทบที่ไม่สมมาตรจากการขัดข้องของเครื่องยนต์นอกเรือ เช่น ในเครื่องยนต์Farman F.222แต่ต้องแลกมาด้วยประสิทธิภาพของใบพัดด้านหลังที่ลดลงอย่างมาก ซึ่งมักจะมีขนาดเล็กกว่าและติดตั้งกับเครื่องยนต์ที่มีกำลังต่ำกว่า
ในช่วงปลายทศวรรษ 1930 การนำโครงสร้างตัวถังโลหะทั้งหมดมาใช้กันอย่างแพร่หลายหมายความว่า อย่างน้อยในทางทฤษฎี ข้อเสียเปรียบทางอากาศพลศาสตร์ที่จำกัดประสิทธิภาพของเครื่องบินแบบผลักดัน (และรูปแบบที่ไม่ธรรมดาอื่นๆ) ได้ลดลง อย่างไรก็ตาม การปรับปรุงใดๆ ที่เพิ่มประสิทธิภาพของเครื่องบินแบบผลักดันก็จะเพิ่มประสิทธิภาพของเครื่องบินแบบดั้งเดิมด้วย และเครื่องบินแบบนั้นยังคงหายากในการใช้งานจริง ดังนั้นช่องว่างจึงแคบลงแต่ก็ไม่ได้ปิดลงอย่างสมบูรณ์
ในช่วงสงครามโลกครั้งที่สองประเทศมหาอำนาจส่วนใหญ่ได้ทำการทดลองกับเครื่องบินขับไล่แบบผลักดัน แต่ก็ยังคงมีปัญหาอยู่ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในกรณีที่นักบินต้องดีดตัวออกจากเครื่องบินขับไล่แบบผลักดัน ซึ่งอาจบินผ่านแนวใบพัดได้ ด้วยเหตุนี้ ในบรรดาเครื่องบินขับไล่แบบผลักดันทั้งหมด มีเพียงเครื่องบินSAAB 21ของสวีเดนในปี 1943 ซึ่งมีรูปแบบค่อนข้างธรรมดาเท่านั้นที่ได้รับการผลิตในเชิงพาณิชย์ ปัญหาอื่นๆ ที่เกี่ยวข้องกับหลักอากาศพลศาสตร์ของโครงสร้างปีกหน้า (canard) ซึ่งใช้ในเครื่องบินขับไล่แบบผลักดันส่วนใหญ่ พิสูจน์แล้วว่าแก้ไขได้ยากกว่า[หมายเหตุ 2 ] หนึ่งใน ที่นั่งดีดตัวออกฉุกเฉินรุ่นแรกๆ ของโลก(โดยบังคับ) ถูกออกแบบมาสำหรับเครื่องบินลำนี้ ซึ่งต่อมาได้กลับมาอีกครั้งพร้อมกับเครื่องยนต์เจ็ท
เครื่องบินผลักดันที่ใหญ่ที่สุดที่เคยบินได้คือConvair B-36 "Peacemaker"ในปี 1946 ซึ่งเป็นเครื่องบินทิ้งระเบิดที่ใหญ่ที่สุดที่สหรัฐอเมริกา เคยใช้งาน มันติดตั้ง เครื่องยนต์เรเดียลPratt & Whitney Wasp Major 28 สูบ ขนาด 3,800 แรงม้า (2,800 กิโลวัตต์) จำนวน 6 เครื่องในปีก แต่ละเครื่องขับเคลื่อนใบพัดผลักดันที่อยู่ด้านหลังขอบปีกด้านท้าย นอกจากนี้ยังมีเครื่องยนต์เจ็ทอีก 4 เครื่อง

แม้ว่าเครื่องบินขับเคลื่อนด้วยใบพัดส่วนใหญ่ยังคงใช้การออกแบบแบบดึง (tractor configuration) แต่ในช่วงไม่กี่ปีมานี้ ความสนใจในการออกแบบแบบผลัก (pusher design) กลับมาได้รับความนิยมอีกครั้ง โดยเฉพาะในเครื่องบินขนาดเล็กที่สร้างเองเช่น เครื่องบิน แบบ canardของBurt Rutanตั้งแต่ปี 1975 เครื่องบินอัลตร้าไลท์ เช่นQuad City Challenger (1983) เครื่องบินปีกอ่อน (flexwings) เครื่องบินติด เครื่องยนต์ (paramotors ) ร่มชูชีพแบบมีเครื่องยนต์ ( powered parachutes ) และ เครื่องบินแบบ ออโตไจโร (autogyros ) นอกจากนี้ การออกแบบแบบนี้ยังมักใช้กับ ยานบินไร้คนขับ (unmanned aerial vehicles ) เนื่องจากข้อกำหนดที่ต้องการลำตัวส่วนหน้าปราศจากการรบกวนจากเครื่องยนต์
เครื่องบินAero Dynamics Sparrow Hawkเป็นเครื่องบินที่สร้างเองอีกแบบหนึ่ง ซึ่งส่วนใหญ่สร้างขึ้นในช่วงทศวรรษ 1990
การกำหนดค่า
เรือเหาะเป็นอากาศยานแบบผลักดันที่เก่าแก่ที่สุด โดยมีต้นกำเนิดมาจากเรือเหาะลำแรก ของอองรี กิฟฟาร์ด ชาวฝรั่งเศส ในปี 1852
เครื่องบินแบบผลักดันถูกสร้างขึ้นในรูปแบบต่างๆ มากมาย ในเครื่องบินปีกตรึงส่วนใหญ่ ใบพัดจะยังคงตั้งอยู่ด้านหลังขอบด้านท้ายของ "พื้นผิวรับแรงยกหลัก" หรืออยู่ใต้ปีก (พาราโมเตอร์) โดยเครื่องยนต์จะตั้งอยู่ด้านหลังตำแหน่งของลูกเรือ

เครื่องบินแบบดั้งเดิมจะมีหาง ( empennage ) เพื่อช่วยในการทรงตัวและควบคุม ใบพัดอาจอยู่ใกล้กับเครื่องยนต์ เหมือนกับเครื่องบินขับเคลื่อนตรงทั่วไป:
- ใบพัดอาจอยู่ด้านหน้าของส่วนหาง: ภายในโครงสร้าง ( Farman III ), อยู่ในแนวเดียวกับลำตัวเครื่องบิน ( RFB Fantrainer ), ระหว่างคานหาง ( Cessna Skymaster ), เหนือลำตัวเครื่องบินบนปีก ( Quad City Challenger ), บนห้องเครื่องยนต์หรือแกนหมุน ( Lake Buccaneer ) หรืออยู่ในแนวแกนเดียวกันรอบลำตัวเครื่องบินส่วนท้าย ( Gallaudet D-4 )
- ใบพัดอาจอยู่ด้านหลังหางแนวตั้ง หรือใต้หางแนวนอน ( Prescott Pusher )
- เครื่องยนต์และใบพัดอาจตั้งอยู่บนปีก ( Piaggio P.180 Avanti ) หรือบนพ็อดด้านข้าง ( Embraer/FMA CBA 123 Vector [ 4 ] )

เครื่องยนต์อาจติดตั้งอยู่ในตำแหน่งที่ห่างไกลและอยู่ด้านหน้า โดยขับเคลื่อนใบพัดด้วยเพลาขับหรือสายพาน:
- ใบพัดอาจอยู่ด้านหน้าของหาง ด้านหลังปีก ( Eipper Quicksilver ) หรือภายในลำตัวเครื่องบิน ( Rhein Flugzeugbau RW 3 Multoplan )
- ใบพัดอาจอยู่ภายในส่วนหาง โดยอาจเป็นรูปทรงกากบาทหรือรูปทรงพัดลมแบบมีท่อ ( มาร์เวลเลตต์ )
- ใบพัดอาจติดตั้งอยู่ที่ด้านท้าย ด้านหลังหางแบบทั่วไป ( Bede BD-5 )
- ใบพัดอาจอยู่เหนือลำตัวเครื่องบิน เช่นเดียวกับเครื่องบินทะเลขนาดเล็กหลายรุ่น (เช่นเลค บัคคาเนียร์ )

ใน การออกแบบ แบบคานาร์ดปีกขนาดเล็กจะอยู่ด้านหน้าปีกหลักของเครื่องบิน เครื่องบินประเภทนี้ส่วนใหญ่ใช้ระบบขับเคลื่อนโดยตรง[หมายเหตุ 3 ]ไม่ว่าจะเป็นเครื่องยนต์เดี่ยวแบบใบพัดแกน[หมายเหตุ 4 ]หรือเครื่องยนต์คู่แบบสมมาตร[หมายเหตุ 5 ]หรือแบบเรียงแถว (แบบผลัก-ดึง) เช่นเดียวกับRutan Voyager

ในเครื่องบินไร้หางเช่นLippisch Delta 1และWestland-Hill Pterodactylประเภท I และ IV จะไม่มีแพนหางระดับที่ส่วนท้ายของเครื่องบิน ส่วนเครื่องบินปีกบินเช่นNorthrop YB-35ก็เป็นเครื่องบินไร้หางที่ไม่มีลำตัวเครื่องบินที่เห็นได้ชัดเจน ในเครื่องบินเหล่านี้ เครื่องยนต์จะติดตั้งอยู่ในห้องเครื่องหรือลำตัวเครื่องบินไร้หาง หรือฝังอยู่ในปีกของเครื่องบินปีกบิน โดยขับเคลื่อนใบพัดที่อยู่ด้านหลังขอบปีกด้านท้าย ซึ่งมักจะใช้เพลาต่อขยาย
โดยส่วนใหญ่แล้วเครื่องบินปีกอ่อนพาราโมเตอร์และร่มชูชีพติดเครื่องยนต์จะใช้การออกแบบแบบผลักดัน (pusher configuration)

ยานพาหนะอื่นๆ ที่มีระบบขับเคลื่อนแบบผลักดัน สามารถวิ่งได้บนพื้นผิวเรียบ ไม่ว่าจะเป็นบนบก บนน้ำ บนหิมะ หรือบนน้ำแข็ง แรงขับเคลื่อนเกิดจากใบพัดและพัดลมที่ติดตั้งอยู่ด้านหลังของยาน ซึ่งได้แก่:
- เรือโฮเวอร์คราฟต์ซึ่งถูกยกขึ้นด้วยเบาะอากาศ เช่น เรือ SR.N6 ที่จุผู้โดยสารได้58 คน
- เรือแอร์โบ๊ทคือเรือท้องแบนที่แล่นบนผิวน้ำ
- รถเลื่อนอากาศหรือที่รู้จักกันในชื่อ รถเลื่อนขับเคลื่อนด้วยใบพัด หรือ รถสโนว์โมบิลขับเคลื่อนด้วยใบพัด
- รถไฟความเร็วสูงแบบทดลอง ชื่อ Schienenzeppelinซึ่งขับเคลื่อนด้วยใบพัดผลักดัน
ในเครื่องบิน
ข้อดี
เพลาขับของเครื่องยนต์แบบผลักจะอยู่ในสภาวะอัดในการทำงานปกติ[ 5 ]ซึ่งทำให้เกิดความเครียดน้อยกว่าเมื่ออยู่ในสภาวะดึงในการกำหนดค่าแบบแทรกเตอร์
ข้อกำหนดเชิงปฏิบัติ

การวางห้องนักบินไว้ด้านหน้าปีกเพื่อปรับสมดุลน้ำหนักของเครื่องยนต์ที่อยู่ด้านท้าย ช่วยเพิ่มทัศนวิสัยให้แก่ลูกเรือ ในเครื่องบินรบ อาวุธด้านหน้าสามารถใช้งานได้ง่ายกว่า เนื่องจากปืนไม่จำเป็นต้องซิงโครไนซ์กับใบพัดแม้ว่าความเสี่ยงที่ปลอกกระสุนจะกระเด็นไปโดนใบพัดด้านหลังจะลดทอนข้อดีนี้ไปบ้างก็ตาม
เครื่องบินที่มีเครื่องยนต์ติดตั้งอยู่ข้างตัวนักบินหรือใกล้กับนักบินมาก (เช่น พาราโมเตอร์ ร่มชูชีพติดเครื่องยนต์ ออโตไจโร และเครื่องบินสามล้อปีกอ่อน) จะวางเครื่องยนต์ไว้ด้านหลังนักบินเพื่อลดอันตรายต่อแขนและขาของนักบิน ปัจจัยทั้งสองนี้ทำให้การจัดวางแบบนี้ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในเครื่องบินรบยุคแรก และยังคงเป็นที่นิยมในปัจจุบันในหมู่เครื่องบินเบาพิเศษ ยานบินไร้คนขับ (UAV) และเครื่องบิน บังคับวิทยุ
หลักอากาศพลศาสตร์
เครื่องบินผลักดันอาจมีลำตัวที่สั้นกว่า ดังนั้นจึงลดทั้งพื้นที่เปียกของลำตัวและน้ำหนัก[ 6 ]
ตรงกันข้ามกับรูปแบบรถแทรกเตอร์ ใบพัดผลักที่ส่วนท้ายของลำตัวเครื่องบินช่วยรักษาเสถียรภาพ[ 7 ]ใบพัดผลักต้องการพื้นที่หางแนวตั้งที่ช่วยรักษาเสถียรภาพน้อยกว่า[ 8 ]และด้วยเหตุนี้จึงทำให้เกิดผลกระทบจากลมปะทะ น้อย กว่า[ 9 ]ในระหว่างการวิ่งขึ้น โดยทั่วไปแล้วจะไวต่อลมปะทะด้านข้างน้อยกว่า[หมายเหตุ 6 ] [ 10 ] [ 11 ]
เมื่อไม่มีหางอยู่ในกระแสลม ต่างจากรถแทรกเตอร์ จะไม่มีกระแสลมหมุนรอบลำตัวเครื่องบินที่ทำให้เกิดแรงด้านข้างต่อครีบหาง ในขณะบินขึ้น นักบินเครื่องบินแบบคานาร์ดที่ผลักดันไม่จำเป็นต้องใช้หางเสือเพื่อรักษาสมดุลโมเมนต์นี้[ 12 ]
ประสิทธิภาพสามารถเพิ่มขึ้นได้โดยการติดตั้งใบพัดไว้ด้านหลังลำตัวเครื่องบิน เนื่องจากมันจะเพิ่มพลังงานให้กับชั้นขอบเขตที่เกิดขึ้นบนตัวเครื่อง และลดแรงต้านรูปทรงโดยการรักษาการไหลให้ติดอยู่กับลำตัวเครื่องบิน อย่างไรก็ตาม โดยทั่วไปแล้วจะได้ประโยชน์เพียงเล็กน้อยเมื่อเทียบกับผลเสียของโครงสร้างเครื่องบินที่มีต่อประสิทธิภาพของใบพัด[ 8 ]
แรงต้านจากรูปทรงปีกอาจลดลงได้เนื่องจากไม่มีกระแสลมจากใบพัดพัดผ่านส่วนใดส่วนหนึ่งของปีก
ความปลอดภัย
เครื่องยนต์ติดตั้งอยู่ด้านหลังห้องโดยสารและห้องนักบิน ดังนั้นน้ำมันเชื้อเพลิงและน้ำหล่อเย็นที่รั่วไหลจะระบายออกไปด้านหลังเครื่องบิน และหากเกิดไฟไหม้เครื่องยนต์ เปลวไฟก็จะพุ่งไปด้านหลังเครื่องบินเช่นกัน ในทำนองเดียวกัน ความเสียหายของใบพัดก็มีโอกาสน้อยที่จะเป็นอันตรายต่อลูกเรือโดยตรง
ระบบพัดลมแบบท่อผลักมีคุณสมบัติความปลอดภัยเพิ่มเติมที่เกิดจากการห่อหุ้มพัดลมหมุนไว้ในท่อ จึงทำให้เป็นตัวเลือกที่น่าสนใจสำหรับการกำหนดค่า UAV ขั้นสูงต่างๆ หรือสำหรับยานพาหนะทางอากาศขนาดเล็ก/ส่วนบุคคล หรือสำหรับแบบจำลองเครื่องบิน[ 13 ]
ข้อเสีย
ข้อควรพิจารณาด้านโครงสร้างและน้ำหนัก

การออกแบบแบบผลักดันที่มีหางอยู่ด้านหลังใบพัดนั้นมีโครงสร้างที่ซับซ้อนกว่าแบบดึงที่คล้ายกัน น้ำหนักและแรงต้านที่ เพิ่มขึ้น ทำให้ประสิทธิภาพลดลงเมื่อเทียบกับแบบดึงที่คล้ายกัน ความรู้ด้านอากาศพลศาสตร์และวิธีการก่อสร้างที่ทันสมัยอาจช่วยลดความแตกต่างได้ แต่ไม่สามารถขจัดความแตกต่างนั้นได้ เครื่องยนต์ที่อยู่ห่างออกไปหรือฝังอยู่ใต้ดินต้องใช้เพลาขับและตลับลูกปืน ตัวรองรับ และการควบคุมการสั่นสะเทือนแบบบิดที่เกี่ยวข้อง ซึ่งเพิ่มน้ำหนักและความซับซ้อน[ 14 ] [ 15 ]
ข้อควรพิจารณาเกี่ยวกับจุดศูนย์ถ่วงและล้อลงจอด
เพื่อรักษา ระดับ จุดศูนย์ถ่วง (CG) ให้ปลอดภัย จึงมีข้อจำกัดว่าสามารถติดตั้งเครื่องยนต์ไว้ด้านท้ายได้ไกลแค่ไหน[ 16 ]ตำแหน่งด้านหน้าของลูกเรืออาจช่วยปรับสมดุลน้ำหนักของเครื่องยนต์และจะช่วยกำหนดจุดศูนย์ถ่วงได้ เนื่องจากตำแหน่งจุดศูนย์ถ่วงจะต้องอยู่ในขอบเขตที่กำหนดไว้เพื่อความปลอดภัยในการปฏิบัติงาน การกระจายน้ำหนักจึงต้องได้รับการประเมินก่อนการบินแต่ละครั้ง[ 17 ] [หมายเหตุ 7 ]
เนื่องจากโดยทั่วไปแล้วต้องใช้แนวแรงขับสูงเพื่อให้ใบพัดอยู่เหนือพื้นดิน โมเมนต์การเอียงลง (ลง) ที่เป็นลบ และในบางกรณีไม่มีลมพัดจากใบพัดเหนือหาง จึงอาจต้องใช้ความเร็วที่สูงขึ้นและระยะการหมุนที่ยาวขึ้นสำหรับการขึ้นบินเมื่อเทียบกับเครื่องบินแบบดึง[ 18 ] [ 19 ] [ 20 ]คำ ตอบของ Rutanสำหรับปัญหานี้คือการลดจมูกของเครื่องบินขณะหยุดนิ่งเพื่อให้จุดศูนย์ถ่วงที่ว่างเปล่าอยู่ข้างหน้าล้อหลัก ในเครื่องบินแบบออโตไจโรแนวแรงขับสูงส่งผลให้เกิดอันตรายในการควบคุมที่เรียกว่าpower push- over
ข้อควรพิจารณาทางด้านอากาศพลศาสตร์

เนื่องจากแนวแรงขับที่สูงโดยทั่วไปเพื่อให้แน่ใจว่ามีระยะห่างจากพื้นดิน การจัดวางแบบผลักดันปีกต่ำอาจประสบกับการเปลี่ยนแปลงมุมเงยที่เกิดจากการเปลี่ยนแปลงกำลัง หรือที่เรียกว่าการเชื่อมโยงมุมเงย/กำลัง เครื่องบินทะเลแบบผลักดันที่มีแนวแรงขับสูงเป็นพิเศษและล้อท้ายอาจพบว่าหางแนวตั้งถูกบดบังจากกระแสลม ทำให้การควบคุมลดลงอย่างมากที่ความเร็วต่ำ เช่น ขณะวิ่งบนทางวิ่ง การไม่มีลมพัดจากใบพัดเหนือปีกจะลดแรงยกและเพิ่มระยะการวิ่งขึ้น[ 21 ]เครื่องยนต์แบบผลักดันที่ติดตั้งบนปีกอาจกีดขวางส่วนต่างๆ ของขอบท้าย ปีก ทำให้ความกว้างทั้งหมดที่มีอยู่สำหรับพื้นผิวควบคุม เช่น แฟลปและเอิลรอนลดลง เมื่อใบพัดติดตั้งอยู่ด้านหน้าหาง การเปลี่ยนแปลงกำลังของเครื่องยนต์จะเปลี่ยนกระแสลมเหนือหางและอาจทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงมุมเงยหรือมุมหันเหอย่างรุนแรง
ระยะห่างจากพื้นของใบพัดและความเสียหายจากสิ่งแปลกปลอม
เนื่องจากการหมุนของใบพัดขณะขึ้นบิน เส้นผ่านศูนย์กลางของใบพัดอาจต้องลดลง (ซึ่งส่งผลให้ประสิทธิภาพลดลง[ 22 ] ) หรือล้อลงจอดอาจต้องยาวขึ้น[ 6 ]และหนักขึ้น เครื่องบินผลักดันหลายลำ[หมายเหตุ 8 ]มีครีบหรือแผ่นรองใต้ใบพัดเพื่อป้องกันไม่ให้ใบพัดกระทบพื้น ซึ่งส่งผลให้แรงต้านและน้ำหนักเพิ่มขึ้น ในเครื่องบินผลักดันแบบไร้หาง เช่นRutan Long-EZวงโคจรของใบพัดจะอยู่ใกล้พื้นมากขณะบินโดยยกหัวขึ้นสูงระหว่างการขึ้นบินหรือลงจอด วัตถุบนพื้นดินที่ถูกล้อเตะขึ้นมาอาจผ่านเข้าไปในใบพัด ทำให้เกิดความเสียหายหรือสึกหรอเร็วขึ้นกับใบพัด ในกรณีที่รุนแรง ใบพัดอาจกระทบพื้นได้
เมื่อเครื่องบินบินในสภาพที่มีน้ำแข็งเกาะน้ำแข็งอาจสะสมบนปีกได้ หากเครื่องบินที่มีเครื่องยนต์ผลักดันที่ติดตั้งบนปีกประสบกับภาวะน้ำแข็งเกาะ ใบพัดจะดูดเอาเศษน้ำแข็งเข้าไป ทำให้ใบพัดและส่วนต่างๆ ของลำตัวเครื่องบินที่อาจถูกน้ำแข็งที่กระเด็นจากใบพัดกระแทกเสียหายได้ ในเครื่องบินรบแบบผลักดันรุ่นแรกๆ ปลอกกระสุนที่ใช้แล้วก็ก่อให้เกิดปัญหาคล้ายกัน และต้องมีการคิดค้นอุปกรณ์สำหรับเก็บรวบรวมปลอกกระสุนเหล่านั้น
ประสิทธิภาพและเสียงรบกวนของใบพัด
ใบพัดเคลื่อนที่ผ่านกระแสลมที่เกิดจากลำตัวเครื่องบิน กระแสลมที่เกิดจากปีก และกระแสลมที่เกิดจากพื้นผิวการบินอื่นๆ โดยเคลื่อนที่แบบไม่สมมาตรผ่านวงกลมที่มีความเร็วลมไม่สม่ำเสมอ ซึ่งจะลดประสิทธิภาพของใบพัดและทำให้เกิดการสั่นสะเทือนที่นำไปสู่ความล้าของโครงสร้างใบพัด[หมายเหตุ 9 ]และเสียงดัง
ประสิทธิภาพของใบพัดมักจะน้อยกว่าอย่างน้อย 2–5% และในบางกรณีน้อยกว่าถึง 15% เมื่อเทียบกับการติดตั้งแบบแทรกเตอร์ที่เทียบเท่ากัน[ 23 ]การตรวจสอบอุโมงค์ลมขนาดเต็มของใบพัดหน้าRutan VariEzeแสดงให้เห็นประสิทธิภาพของใบพัดที่ 0.75 เมื่อเทียบกับ 0.85 สำหรับการกำหนดค่าแบบแทรกเตอร์ ซึ่งลดลง 12% [ 24 ]ใบพัดแบบผลักมีเสียงดัง[ 14 ]และเสียงรบกวนในห้องโดยสารอาจสูงกว่าแบบแทรกเตอร์ที่เทียบเท่ากัน ( Cessna XMCเทียบกับCessna 152 ) [ 25 ]เสียงของใบพัดอาจเพิ่มขึ้นเนื่องจากไอเสียของเครื่องยนต์ไหลผ่านใบพัด ผลกระทบนี้อาจเด่นชัดเป็นพิเศษเมื่อใช้เครื่องยนต์เทอร์โบพร็อปเนื่องจากปริมาณไอเสียที่ผลิตได้มาก[ 8 ]
ระบบระบายความร้อนเครื่องยนต์และไอเสีย
การออกแบบระบบระบายความร้อนของเครื่องยนต์แบบผลักมีความซับซ้อนกว่าแบบดึง ซึ่งใบพัดจะบังคับอากาศผ่านเครื่องยนต์หรือหม้อน้ำ เครื่องยนต์การบินบางรุ่นประสบปัญหาการระบายความร้อนเมื่อใช้เป็นแบบผลัก[ 25 ]เพื่อแก้ไขปัญหานี้ อาจมีการติดตั้งพัดลมเสริม ซึ่งจะเพิ่มน้ำหนัก เครื่องยนต์แบบผลักจะปล่อยไอเสียออกทางด้านหน้าของใบพัด และในกรณีนี้ ไอเสียอาจทำให้เกิดการกัดกร่อนหรือความเสียหายอื่นๆ ต่อใบพัด ซึ่งโดยปกติแล้วจะมีน้อยมาก และอาจมองเห็นได้ส่วนใหญ่ในรูปของคราบเขม่าบนใบพัด
ความปลอดภัย
ใบพัด

ในกรณีที่ใบพัด/หางอยู่ใกล้กันมาก ใบพัดที่หักอาจกระแทกหางหรือทำให้เกิดการสั่นสะเทือนที่รุนแรงจนทำให้สูญเสียการควบคุม[ 26 ]
ลูกเรืออาจเสี่ยงชนใบพัดขณะพยายามดีดตัวออกจากเครื่องบินเครื่องยนต์เดียวที่มีใบพัดผลัก[ 27 ]อย่างน้อยก็มีที่นั่งดีดตัวรุ่นแรกๆ ที่ออกแบบมาเพื่อรับมือกับความเสี่ยงนี้โดยเฉพาะ เครื่องบินขนาดเล็กสมัยใหม่บางลำมีระบบร่มชูชีพที่ช่วยปกป้องเครื่องบินทั้งลำ จึงหลีกเลี่ยงความจำเป็นในการดีดตัวออก
เครื่องยนต์
ตำแหน่งของเครื่องยนต์ในรูปแบบผลักดันอาจเป็นอันตรายต่อผู้โดยสารในเครื่องบินในกรณีที่เกิดอุบัติเหตุหรือการลงจอดฉุกเฉิน ซึ่งแรงส่งจากเครื่องยนต์อาจพุ่งทะลุห้องโดยสาร ตัวอย่างเช่น หากเครื่องยนต์อยู่ด้านหลังห้องโดยสารโดยตรง ในกรณีที่เครื่องบินพุ่งชนด้านหน้า แรงส่งจากเครื่องยนต์อาจพาเครื่องยนต์ทะลุแผงกั้นห้องเครื่องและห้องโดยสาร และอาจทำให้ผู้โดยสารในห้องโดยสารบางคนได้รับบาดเจ็บ[หมายเหตุ 10 ]
การบรรทุกเครื่องบิน
ใบพัดที่หมุนอยู่เป็นอันตรายเสมอในการทำงานบนพื้นดิน เช่น การขนถ่ายหรือการขึ้นเครื่องบิน เครื่องบินแบบใบพัดดึง (tractor configuration) ทำให้ส่วนท้ายของเครื่องบินเป็นพื้นที่ทำงานที่ค่อนข้างปลอดภัย ในขณะที่เครื่องบินแบบใบพัดผลัก (pusher configuration) เป็นอันตรายหากเข้าใกล้จากด้านหลัง และใบพัดที่หมุนอยู่อาจดูดสิ่งของและผู้คนใกล้เคียงด้านหน้าเข้าไป ซึ่งอาจถึงแก่ชีวิตได้ทั้งเครื่องบินและผู้คนที่ถูกดูดเข้าไป ยิ่งไปกว่านั้น การขนถ่ายสิ่งของ โดยเฉพาะอย่างยิ่งกลางอากาศ เช่น การทิ้งเสบียงลงบนร่มชูชีพหรือการกระโดดร่ม เป็นสิ่งที่แทบเป็นไปไม่ได้เลยสำหรับเครื่องบินแบบใบพัดผลัก โดยเฉพาะอย่างยิ่งหากใบพัดติดตั้งอยู่บนลำตัวหรือส่วนยื่นด้านข้าง
ดูเพิ่มเติม
- พัดลมแบบมีท่อลม
- รายชื่อเครื่องบินผลักดันตามรูปแบบการจัดวาง
- รายชื่อเครื่องบินผลักดันตามรูปแบบและช่วงเวลา
ลิงก์ภายนอก
สรุปเนื้อหา
ข้อมูลสำคัญจากบทความ
ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ การกำหนดค่าตัวผลัก
ใน วิศวกรรม การบิน และ วิศวกรรมทางทะเล คำว่า "แบบผลักดัน" (pusher configuration) ใช้เพื่ออธิบายระบบขับเคลื่อนของเครื่องบิน หรือ เรือ ที่ มี อุปกรณ์ขับเคลื่อนอยู่หลัง เครื่องยนต์...
ประวัติศาสตร์
เครื่องบิน "Planophore" ที่ขับเคลื่อนด้วยยาง ซึ่งออกแบบโดย Alphonse Pénaud ในปี 1871 เป็นเครื่องบินจำลองรุ่นแรกๆ ที่ประสบความสำเร็จ โดยใช้ใบพัดแบบผลัก
การกำหนดค่า
เรือเหาะเป็นอากาศยานแบบผลักดันที่เก่าแก่ที่สุด โดยมีต้นกำเนิดมาจาก เรือเหาะลำแรก ของอองรี กิฟฟาร์ด ชาวฝรั่งเศส ในปี 1852
ข้อดี
เพลาขับของเครื่องยนต์แบบผลักจะอยู่ในสภาวะอัดในการทำงานปกติ [ 5 ] ซึ่งทำให้เกิดความเครียดน้อยกว่าเมื่ออยู่ในสภาวะดึงในการกำหนดค่าแบบแทรกเตอร์