ลำเล็กบินไกล AIRBUS A321 XLR เครื่องยนต์ Rolls Royce Trent 1000

Airbus A321 XLR อากาศยานโดยสารแบบทางเดินเดียวขนาดกะทัดรัด คู่แข่งของ Boeing 737 ออกแบบมาเพื่อยกระดับประสิทธิภาพการบินเดินทางระยะไกล เป็นเครื่องบินลำเล็กพิสัยบินไกล สามารถเพิ่มน้ำหนักบรรทุกได้มากขึ้น ถังน้ำมันส่วนท้ายเครื่อง (Rear Centre Tank) ออกแบบใหม่เพิ่มปริมาณ เชื้อเพลิงสำหรับการเดินทางระยะไกล ชุดฐานล้อปรับเปลี่ยนให้มีความแข็งแรงมากกว่า A321 LR เพื่อเพิ่มความสามารถในการรับน้ำหนักบรรทุกสูงสุดของเครื่องบินขณะบินขึ้น 101 เมตริกตัน ขอบนอกปีก (wing trailing-edge flap) ปรับปรุงเพื่อคงประสิทธิภาพในการยกตัวขณะเทคออฟ แรงขับของเครื่องยนต์ที่เหนือกว่าเครื่องบินโดยสารขนาดเล็กทั่วไป ถังน้ำมันส่วนท้ายเครื่องที่ปรับปรุงใหม่เพื่อให้สามารถรองรับเชื้อเพลิงได้มากกว่าถังน้ำมันกลางส่วนลำตัวเครื่องที่เพิ่มเข้ามาในรุ่นก่อนหน้า

Airbus A321 XLR เป็นวิวัฒนาการอีกขั้นหนึ่งของเครื่องบิน A321 LR เพื่อตอบสนองความต้องการในเรื่องของพิสัยบินและน้ำหนักบรรทุกที่มากขึ้น ตามแผนงานเดิม Airbus จะทำการส่งมอบเครื่องบินพิสัยไกลพิเศษ A321 XLR (Xtra Long Range) ให้กับสายการบินที่สั่งจอง แต่การปรับปรุงความแข็งแรงของจุดติดตั้งถังเชื้อเพลิงแบบใหม่ใต้ลำตัว ทำให้คาบเวลาในการส่งมอบต้องถูกเลื่อนออกไป Airbus A321 XLR มีพิสัยบินไกลกว่า A321 LR ร้อยละ 15 ลดปริมาณการใช้เชื้อเพลิงได้ต่อที่นั่งได้ถึงร้อยละ 30 เมื่อเทียบกับเครื่องบินรุ่นก่อนหน้าของคู่แข่ง

เครื่องยนต์เทอร์โบแฟน Rolls Royce Trent 1000 เกิดจากการพัฒนาเครื่องยนต์อากาศยานรุ่นใหม่ที่ให้แรงขับดันสูงเพื่อใช้ในเครื่องบินพาณิชย์ของบริษัท Airbus สำหรับอากาศยานโดยสารขนาดยักษ์รุ่น A380 การวิจัย ทดสอบและพัฒนาโดยบริษัทยักษ์ใหญ่แห่งวงการบินและการผลิตเครื่องยนต์อากาศยาน นั่นก็คือบริษัท Rolls Royce เครื่องยนต์เทอร์โบแฟนทวินเจ็ต เป็นเครื่องยนต์พลังสูงที่ผลิตขึ้นใหม่หมดโดยใช้ส่วนประกอบของตัวเครื่องที่ผ่านการค้นคว้าวิจัยและทดสอบบนสภาพการทำงานจริง เป็นการนำเอาข้อดีของเครื่องยนต์ที่ผลิตโดย Pratt & Whitney และบริษัท GE Aircraft Engines มาร่วมกันพัฒนาเพื่อทำให้เกิดเครื่องยนต์รุ่นใหม่ที่มีคุณลักษณะเหมาะสมกับความก้าวล้ำของอากาศยานโดยสารรุ่นใหม่ กลีบใบพัดของชุดคอมเพรสเซอร์อัดอากาศมีชายขอบหน้าเป็นรูปวงรี รวมถึงการลดระยะห่างระหว่างปลายกลีบใบพัดกับผนังของชุดเทอร์ไบน์ ซึ่งการปรับปรุงในลักษณะดังกล่าวยังสามารถทำการดัดแปลงกับเครื่องยนต์ที่ใช้งานอยู่ในปัจจุบันอีกด้วย สำหรับการปรับปรุงในส่วนของการระบายความร้อนในชุดเทอร์ไบน์มาใช้งาน สามารถลดการใช้เชื้อเพลิงลงได้อีกถึงร้อยละสิบ

หลักสำคัญของการทำงานในเครื่องยนต์ Gas Turbine คือ ระบบควบคุมการจ่ายเชื้อเพลิงให้กับเครื่องยนต์ เนื่องจากเครื่องยนต์ชนิดนี้ มีช่วงของการทำงานกว้างมากในด้านความสูงและความเร็ว รวมถึงอุณหภูมิและปัจจัยต่างๆ ที่มีค่าไม่คงที่และมีการเปลี่ยนแปลงอยู่ตลอดเวลาในระหว่างทำการบิน โดยจะส่งผลต่อการทำงานของเครื่องยนต์ อัตราการจ่ายเชื้อเพลิงเข้าสู่ห้องเผาไหม้ จึงต้องผ่านการคำนวณและทดสอบอย่างหนัก การสั่งการด้วยสมองกลคอมพิวเตอร์ที่มีความแม่นยำสูงสุดจากกล่องควบคุมของเครื่องยนต์ Trent XWB วิศวกรของ Rolls Royce ได้นำเอาเทคโนโลยีที่ก้าวหน้าของเครื่องยนต์กังหันไอพ่นรุ่นใหม่ มาควบรวมเป็นระบบตรวจสอบรุ่นก้าวหน้า ช่วยเพิ่มระบบการตรวจสอบ รวมถึงการวิเคราะห์ปัญหา สามารถช่วยลดการซ่อมบำรุงและเข้าถึงปัญหาที่เกิดขึ้นได้อย่างรวดเร็ว ทำให้ปัญหาความล่าช้าในการบินซึ่งมักเกิดการ Delay ในระหว่างการเตรียมขึ้นทำการบินเดินทางลดลง

วิทยาการอันก้าวไกลในด้านวัสดุศาสตร์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งชิ้นส่วนที่นำเข้ามาประยุกต์มีน้ำหนักเบาและมีความแข็งแกร่งมากยิ่งขึ้น ชุดใบพัด Fan Blades และตัวครอบชุดใบพัด Fan Case ทำมาจากเส้นใยคาร์บอนและกาวอีพอกซี่เรซิน ทำให้มีน้ำหนักเบาและแข็งแรงมากยิ่งขึ้น มีการดูแลรักษาและการซ่อมบำรุงที่ง่ายทำให้เกิดประสิทธิภาพสูงสุดในการใช้งาน สำหรับอากาศยานโดยสารที่ติดตั้งเครื่องยนต์ Trent 1000 เช่น Boeing 787 Dream Liner Boeing 747 Advanced Airbus A350 XWB ชุดใบพัดมีลักษณะที่กว้างขึ้นทำจากวัสดุประกอบโดยมีชายหน้าปีกของใบพัด Leading Edge ทำมาจากไทเทเนียม ความแตกต่างที่เห็นได้อย่างชัดเจนก็คือชุดใบพัดของเครื่องยนต์ลดจำนวนลงจาก 22 ใบ เหลือ 18 ใบ การปรับปรุงลักษณะการไหลเวียนของอากาศให้มีประสิทธิภาพดีขึ้น ชิ้นส่วนของเครื่องยนต์ที่ลดลงยังช่วยทำให้การซ่อมบำรุงลดระยะเวลาลงไปได้จนอยู่ในเกณฑ์ที่ดีกว่าเครื่องยนต์เทอร์โบแฟนรุ่นเก่า ชุดอัดอากาศหรือ Compressor อัดอากาศได้สูงถึง 23 เท่าของความดันอากาศปกติ ชุดห้องเผาไหม้แบบ Twin Annular Premixing Swirder ปรับจูนให้อากาศมีการผสมกับเชื้อเพลิงอย่างมีประสิทธิภาพ ลดความเสียหายในห้องเผาไหม้ เนื่องจากอากาศหล่อเย็นสามารถเพิ่มประสิทธิภาพในการสันดาปและช่วยลดมลภาวะ

Trent 1000 พัฒนาขึ้นมาจากเครื่องยนต์รุ่นเก่า Trent 900 โดยออกแบบให้ติดตั้งกับปีกของเครื่องบินโดยสารขนาดยักษ์ Airbus A380 ชุดใบพัดที่ขึ้นรูปจากวัสดุไทเทเนียม เครื่องยนต์เทอร์โบแฟนสมรรถนะสูงรุ่นนี้ ออกแบบให้มีชุดแกนหมุน 3 ชุด จุดเด่นก็คือ ระบบกำเนิดไฟฟ้าของเครื่อง 787 สามารถติดตั้งไว้กับกังหันต้นกำลังความดันระดับกลาง Intermediate Turbine ดังนั้น กังหันต้นกำลังความดันสูง High pressure Turbine จึงทำหน้าที่อย่างอิสระเพื่อส่งกำลังให้กับกังหันอัดอากาศความดันสูง High pressure Compressor เพียงอย่างเดียว การออกแบบลักษณะการทำงานของเครื่องยนต์ Rolls Royce Trent 1000 วิศวกรการบินให้ความสำคัญในความเป็นอิสระและความเสถียรของการทำงานในชุดอัดอากาศความดันสูง สามารถเพิ่มเติมความเร็วรอบของเครื่องยนต์ได้มากยิ่งขึ้น เครื่องยนต์จึงมีค่าหรือตัวเลขในระหว่างการทดสอบสูงกว่าเครื่องยนต์เทอร์โบแฟนรุ่นเก่า ทั้งยังมีอัตราสิ้นเปลืองเชื้อเพลิงที่ลดลงร้อยละ 10 เมื่อเทียบกับเครื่องยนต์ Rolls Royce Trent 800 ใน Boeing 777 จุดเด่นอีกประการหนึ่งของเครื่องยนต์ Trent 1000 คือการออกแบบให้การทำงานสอดคล้องกับลักษณะของเครื่องบิน Boeing 787 นั่นก็คือการเพิ่มความสามารถของการตรวจสอบสภาพเครื่องยนต์ซึ่งถือเป็นเรื่องที่มีความสำคัญในลำดับต้นๆ ของการบิน รอบการทำงานของเครื่องยนต์จะถูกประเมินเพื่อที่จะทำการบำรุงรักษาชิ้นส่วนแต่ละชิ้นภายในเครื่องยนต์ ช่วยลดขั้นตอนที่ยุ่งยากในการซ่อมบำรุงตามความต้องการของผู้ออกแบบอากาศยาน

เดือนมีนาคม 2564 สำนักข่าวรอยเตอร์รายงานว่า Airbus และองค์การความปลอดภัยด้านการบินแห่งสหภาพยุโรป (European Aviation Safety Agency /EASA) บรรลุข้อตกลงเกี่ยวกับคุณลักษณะด้านความปลอดภัยของเครื่อง Airbus A321 XLR หลังจาก Boeing คู่แข่งสำคัญของ Airbus ยื่นเอกสารร้องเรียนเกี่ยวกับการออกแบบตำแหน่งถังน้ำมันของเครื่องบินรุ่นดังกล่าวว่า อาจจะเสี่ยงต่อการติดไฟและเกิดการระเบิดได้ง่ายเมื่อเกิดเหตุฉุกเฉิน หลังจากนั้น Airbus ทำการปรับปรุงแก้ไข ด้วยการเพิ่มแผ่นปิดพิเศษในถังเชื้อเพลิงและส่วนเสริมอื่นๆ ส่งผลให้เครื่องมีน้ำหนักเพิ่มขึ้นอีก 700-800 กิโลกรัม น้ำหนักที่เพิ่มขึ้น ส่งผลโดยตรงต่อพิสัยบินของ A321XLR จากเดิม 8,700 กิโลเมตร ลดลงเหลือ 8,300 กิโลเมตร 

8 ธันวาคม 2565 FAA หรือองค์การบริหารการบินแห่งชาติสหรัฐฯ (Federal Aviation Administration ) อนุมัติเงื่อนไขพิเศษสําหรับเครื่องบิน Airbus A321XLR หลังจากที่ค่ายคู่แข่งสัญชาติอเมริกันอย่าง Boeing ยื่นหนังสือแสดงความกังวลเกี่ยวกับการออกแบบตำแหน่งถังน้ำมันของเครื่องบินรุ่นดังกล่าวว่าอาจจะเสี่ยงต่อการติดไฟและเกิดการระเบิดได้ง่ายเมื่อเกิดเหตุฉุกเฉิน FAA ระบุว่าจำเป็นต้องมีเงื่อนไขพิเศษ เนื่องจากเครื่องบินรุ่นนี้ มีถังเชื้อเพลิงขนาดใหญ่ กินพื้นที่ของส่วนลำตัวเครื่องบินมากกว่าส่วนบริเวณปีก เมื่อเทียบกับเครื่อง A321 รุ่นปกติ ถังเชื้อเพลิงพิเศษ ถูกติดตั้งในส่วนล่างของลำตัวเครื่องบิน แทนที่บริเวณห้องเก็บสัมภาระด้านหลังเดิม 

13 กันยายน 2566 โครงการ Airbus A321 XLR ที่ประสบกับความล่าช้าก็เริ่มต้นขึ้นอีกครั้ง ด้วยการบินทดสอบเพื่อจำลองเที่ยวบินระหว่างประเทศระยะไกลนาน 10 วันแบบไม่หยุดพัก หรือที่เรียกว่า "การทดสอบการทำงานและความน่าเชื่อถือ" (FnR) หรือเรียกอีกชื่อหนึ่งว่า "การพิสูจน์เส้นทาง" เป็นส่วนหนึ่งของการบินทดสอบระยะไกล เพื่อความมั่นใจในการรับรองด้านมาตรฐานความปลอดภัยของบริษัท Airbius วัตถุประสงค์หลักของการทดสอบการทำงานและความน่าเชื่อถือในเครื่องบินรุ่นใหม่หรือ FnR คือ การแสดงให้เห็นถึงความสมบูรณ์แบบของระบบทำการบินใน Airbus A321XLR ก่อนที่จะเข้าประจำการตามสายการบินต่างๆ ที่สั่งซื้อ การบินทดสอบอย่างต่อเนื่องดังกล่าว มีเป้าหมายคือ ใช้เวลาบินประมาณ 100 ชั่วโมง ในช่วง 10 วัน โดยไม่มีการปิดระบบทุกชนิด ประกอบด้วยเที่ยวบินทั้งหมดประมาณ 15 เที่ยวบิน เป็นไปตามเจตนารมณ์ด้านความปลอดภัยในการเดินอากาศของสายการบิน เพื่อทดสอบผู้ปฏิบัติงานทั้งลูกเรือและเจ้าหน้าที่ภาคพื้นดิน สภาพภูมิอากาศ ระยะเวลาของเที่ยวบิน และเวลาให้บริการของสนามบินต่างๆ.

อาคม รวมสุวรรณ
E-Mail chang.arcom@thairath.co.th
Facebook https://www.facebook.com/chang.arcom
https://www.facebook.com/ARCOM-CHANG-Thairath-Online-525369247505358/