การออกแบบเชิงหลักการอากาศยานไร้คนขับเพดานบินสูงเสมือนดาวเทียม
คำสำคัญ:
เทคโนโลยีอากาศยานไร้คนขับเพดานบินสูงเสมือนดาวเทียม, อากาศยานไร้คนขับ, ดาวเทียม, อากาศพลศาสตร์ , อัตราส่วนกำลังต่อน้ำหนักบทคัดย่อ
จากบริบทของความมั่นคงสมัยใหม่ที่มีลักษณะซับซ้อนและเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็ว เทคโนโลยีอากาศยานไร้คนขับเพดานบินสูงเสมือนดาวเทียม (High Altitude Pseudo-Satellite: HAPS) จึงได้รับการพิจารณาในฐานะเทคโนโลยีแห่งอนาคตที่สามารถทดแทนหรือเสริมศักยภาพของระบบอากาศยานไร้คนขับ (UAV) และระบบดาวเทียม (satellite) ได้อย่างมีประสิทธิภาพ ทั้งในภารกิจด้านการลาดตระเวน การสื่อสาร และการตรวจการณ์ งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อพัฒนาแนวทางการออกแบบเชิงหลักการของอากาศยาน HAPS ที่ขับเคลื่อนด้วยพลังงานแสงอาทิตย์ โดยมุ่งเน้นความเรียบง่ายและความสามารถในการประยุกต์ใช้จริงภายใต้ข้อจำกัดด้านพลังงาน น้ำหนัก และสภาพแวดล้อมที่ระดับความสูง 17 กิโลเมตร เหนือระดับน้ำทะเล แนวทางการออกแบบประกอบด้วย การวิเคราะห์สมดุลระหว่างมวลกับพลังงาน การประเมินศักยภาพพลังงานแสงอาทิตย์ในบริบทภูมิอากาศของ ประเทศไทย และการประมาณค่าทางอากาศพลศาสตร์ อาทิ อัตราส่วนกำลังต่อน้ำหนัก (power-to-weight ratio) และน้ำหนักต่อพื้นที่ปีก (wing loading) ผลการศึกษาเสนอรูปแบบอากาศยานต้นแบบที่มีน้ำหนักรวม 77 กิโลกรัม มีความกว้างของปีกไม่เกิน 30 เมตร และสามารถปฏิบัติภารกิจได้อย่างต่อเนื่องมากกว่า 24 ชั่วโมง เป็นระยะเวลา อย่างน้อย 1 เดือน พร้อมความสามารถในการส่งข้อมูลแบบเรียลไทม์ผ่านเครือข่ายสื่อสารภาคพื้นดิน
เอกสารอ้างอิง
Abdulkarim, A., & Alsahlani, M. (2017). Design of a Swept-Wing High-Altitude Long-Endurance Unmanned Air Vehicle (HALE UAV) (Doctoral dissertation). University of Salford Greater Manchester. United Kingdom
Airbus. (2018). Zephyr High Altitude Platform Station (HAPS). Retrieved from https://www.airbus.com/en/products-services/defence/uas/zephyr
Ebeid, M., & James, S. (2023). Design for 4D printing of biodegradable shape memory Polymers for Disposable UAV Systems. Polymers, 15(1), 3562. https://doi.org/10.3390/polym15173562
Ehrenfried, M. V. (2014). Stratonauts: pioneers venturing into the stratosphere. Berlin: Springer International Publishing.
Eiampan, T., & Wongkamchang, P. (2022). Safety risk management of human factors in flight operations with the royal Thai Air Force vertical take-off and landing solar power UAV according to the standards of The International Civil Aviation Organization. EAU Heritage Journal Science and Technology, 16(2), 45-56. https://he01.tci-thaijo.org/index.php/EAUHJSci/article/view/253492
EUSI. (2020). True 30 cm VHR imagery the highest quality resolution imagery for projects that require unparalleled clarity. Retrieved from https://www.euspaceimaging.com/true-30-cm-imagery/
Lyon, H., Inalhan, G., Bourne, D., & Tsourdos, A. (2021). High-altitude UAS pseudo-satellites: architecture for end-to-end military communications. In: AIAA SciTech Forum 2021, 11-15 and 19-21 January 2021 (online). Reston, VA: The American Institute of Aeronautics and Astronautics, Inc. https://doi.org/10.2514/6.2021-0521
Lieutenant Colonel Heiner Grest, GE AF. (2022). High-Altitude Platform Systems Alternative, Supplement, or Competition to Satellites?. Retrieved from https://www.japcc.org/articles/high-altitude-platform-systems/
Loon, L. L. C. (2019). Alphabet’s loon and softBank’s HAPS mobile join forces. Retrieved from https://www.uasvision.com/2019/04/26/alphabets-loon-and-softbanks-hapsmobile-join-forces/
Jilan, A. H. (2022). Numerical investigstion of a fixed wing mini UAV (Master’s thesis). Chittagong University of Engineering & Technology. Bangladesh.
Johnson, S., & Taro Kuusiholma, T. (2021). Hight altitude pseudo satellite. Retrieved from https://www.tnpscthervupettagam.com/currentaffairs-detail/high-altitude-pseudo-satellite?cat=science-and-technology
Noth, A. (2008). Design of solar powered airplanes for continuous flight (Doctoral dissertation). ETH .ZÜRICH, Switzerland.
Meizlik. (2020). Propeller 24x10 CCW 2B TH. Retrieved from https://shop.mejzlik.eu/propeller-24x10-ccw-2b-th/ (in Thai)
Metcalfe, T. (2018). Pseudo-Satellite Drone Flies for 25 Days Straight, Sets Endurance Record. Retrieved from https://www.livescience.com/63378-pseudo-satellite-drone-record.html?utm_source=chatgpt.com
Mordor Intelligence. (2020). High-altitude pseudo satellites market – growth, trends, covid-19 impact, and forecasts (2021 – 2026)”, 2020. Scorpion system. (2022). Scorpion SII-6530-180KV. Retrieved from https://www.scorpionsystem.com/catalog/aeroplane/motors_1/sii-65/SII-6530-180KV/
Morris, C. (2023). Sion power’s licerion lithium-metal battery technology now available for commercial evaluation. Retrieved from https://chargedevs.com/newswire/sion-powers-licerion-lithium-metal-battery-technology-now-available-for-commercial-evaluation/
Phummalee, E., & Pramona, N. (2022). Application of computer vision-based guidance system for small attack UAVs. EAU Heritage Journal of Science and Technology, 18(3), 12–23.
Sadraey, M. H. (2013). Aircraft design: A systems engineering approach. Chichester, West Sussex, United Kingdom: John Wiley & Sons
Siam Rath Online. (2024, December 5). The Royal Thai Air Force is moving forward with the Space Air Force, creating its own “NAPA 3” satellite, scheduled to launch in April 2026. Siam Rath Online. Retrieved from https://siamrath.co.th/n/585946 (in Thai)
Starworld Electronics Co., Ltd., Shenzhen. (2013). High Efficiency Sunpower Maxeon 6 Solar Cells 166 X 166 mm GEN 6 Photovoltaic Cells IBC Solar Panel Cells. Retrievedfrom https://www.alibaba.com/product-detail/High-efficiency-solar-cells-Sunpower-maxeon_1600802706626.html
Yun, J., & Hwang, H. (2020). Technology identification, evaluation, selection, and optimization of a HALE Solar Aircraft. Applied Sciences, 2020(10), 7593. https://doi.org/10.3390/app10217593
