ประวัติเครื่องบินบังคับ

โลกในยุคโลกาภิวัฒน์ ยุคที่ข้อมูลข่าวสารไร้พรมแดน หน่อยกำลังรบ จำเป็นต้องได้รับข่าวสารเป้าหมายได้ในปัจจุบันทันด่วน (Real Time) ในอดีตการบินลาดตระเวนตรวจการณ์ต้องใช้เครื่องบินที่มีนักบินควบคุม ซึ่งนอกจากจะมีต้นทุนในการดำเนินการสูงแล้ว ยังเป็นการเสี่ยงอันตรายต่อตัวนักบินที่อาจจะถูกฝ่ายตรงข้ามโจมตีอีกด้วย เมื่อเทคโนโลยีอิเล็กทรอนิกส์มีความก้าวหน้ามากขึ้น มีอุปกรณ์ นำร่องที่ทันสมัย อากาศยานไร้นักบิน Unmanned Aerial Vehicle หรือที่เรียกย่อๆ ว่า UAV จึงได้ถูกพัฒนาขึ้นในปี ค.ศ.1950 เพื่อภารกิจการลาดตระเวนหาข่าว และเนื่องจาก UAV มีจุดเด่นในเรื่องไม่มีการสูญเสียนักบิน ประหยัดงบประมาณในการผลิต เป็นระบบที่ไม่ซับซ้อน มีขนาดเล็ก ทำการตรวจจับได้ยาก มีความคล่องตัวสูง ระยะเวลาบินไม่ขึ้นอยู่กับความเมื่อยล้าของนักบิน เพราะใช้นักบินภายนอก ดังนั้น UAV จึงได้ถูกพัฒนาให้มีความทันสมัยมากขึ้น และใช้ในภารกิจหลากหลายมากขึ้น เช่น การค้นหาเป้าหมาย (Target Acquisition) เพื่อชี้เป้า และในอีก 14 ปีต่อมา (ค.ศ.1964) จึงมี UAV ของกระทรวงกลาโหมประเทศต่างๆ เกิดขึ้นถึง 11 แบบ เช่น Hunter Pioneer Predator ของกองทัพสหรัฐ Phoenix ของประเทศอังกฤษ Searcher ของประเทศอิสราเอล เป็นต้น จนกระทั่งปี ค.ศ.1990 UAV จึงกลายเป็นเครื่องมือสำหรับสงครามในปัจจุบันและอนาคต เป็นเครื่องมือเฝ้าตรวจจากระยะไกลที่สามารถส่งภาพให้เห็นได้ในเวลาจริง สามารถลาดตระเวน ติดตาม ค้นหาเป้าหมาย เปรียบเสมือนกองทัพมีหูทิพย์ ตาทิพย์

 

UAV มีหลายประเภทระยะใกล้ เรียกว่า Close Range 50 ก.ม., Short Range ระยะ 200 ก.ม. และสำหรับภารกิจระยะไกล เช่น Predator ของสหรัฐอเมริกา ใช้ในภารกิจลาดตระเวนหาข่าวและส่งภาพในเวลาจริง (Real Time) ในระยะกว่า 500 ไมล์ จนถึงปลายปี ค.ศ. 1990 ได้มีการรวม Close Range UAV และ Short Range UAV เข้าด้วยกัน เป็น TACTICAL UAV (UAV ยุทธวิธี) เพื่อเป็นเครื่องมือของผู้บังคับหน่วยในสนาม ใช้ในการตรวจการณ์หาข่าวและส่งภาพได้ในเวลาจริง (Real Time) หรือใกล้จริง (Near Real Time) ในระยะ 200 ก.ม.

 

สรุปได้ว่า UAV มีภารกิจหลัก คือ การลาดตระเวน (Reconnaissance) การเฝ้าตรวจ (Surveillance) และการค้นหาเป้าหมาย (Target Acquisition) ดังนั้น UAV จะต้องมีความสามารถด้านข่าวกรองภาพถ่าย (Image Intelligent) สามารถรายงานภาพภารกิจหรือสามารถค้นหาเป้าหมายในเวลาจริง (Real Time) หรือใกล้เวลาจริง (Near Real Time) สามารถปฏิบัติภารกิจในเวลากลางคืน สามารถกำหนดแผนการปฏิบัติการได้ล่วงหน้าไม่ว่าด้านการถ่ายภาพถ่ายทอดสัญญาณวีดีโอ และภาพถ่าย (Video and Image Transmission) หรือการบิน (Flight Mission Control) สามารถบ่งบอกพิกัดของเป้าหมาย หรือกำหนดพิกัดบนแผนที่เพื่อค้นหาเป้าหมายโดยอัตโนมัติได้ ส่วนประมวลผลเพื่อใช้งานในส่วนนี้ จะประกอบด้วย ส่วนควบคุมภารกิจทางการบิน (Flight Mission Control) และระบบภูมิสารสนเทศ (GIS) ส่วนถ่ายทอดสัญญาณวีดีโอและภาพถ่าย โปรแกรมในการตรวจจับเป้าหมาย (Target) ของ Playload ระบบของ UAV จึงต้องมีองค์ประกอบหลัก 2 ส่วน คือ ระบบตัวยาน และระบบติดต่อสื่อสาร

 

1.ระบบตัวยาน (Airframe) ประกอบด้วย ปีก (มิติ รูปร่าง แพนอากาศ) ลำตัว สัดส่วนแรงยกต่อแรงต้าน (สัมประสิทธิ์อากาศพลศาสตร์อื่นๆ) การจำแนกมวลตามโครงสร้างการบิน ระบบต้นกำลัง (เครื่องยนต์ ใบพัด เกียร์ทด ชุดควบคุมความเร็ว) แบตเตอรี่ ระบบควบคุม (Actuator, Receiver, Flight Computer, Gyro) เงื่อนไขสำคัญๆ ในการออกแบบคือ ให้สามารถปฏิบัติภารกิจได้หลายรูปแบบ ขนาดเล็ก น้ำหนักเบา เคลื่อนย้ายสะดวก บรรทุกสัมภาระได้มาก ระบบขับเคลื่อนที่มีขนาดเล็ก น้ำหนักเบา มีอัตราความสิ้นเปลืองเชื้อเพลิงต่ำ สามารถใช้งานติดต่อกันได้อย่างต่อเนื่องเป็นเวลานาน สร้างง่าย ราคาต่ำ ต้องการบำรุงรักษาน้อย มีความคงทนแข็งแรง สามารถใช้งานได้ยาวนาน สามารถปฏิบัติงานได้หลายลักษณะพื้นที่ สะท้อนสัญญาณตรวจจับในระดับต่ำ (Low Signature) เพดานบินสูง พิสัยบินไกล บินได้นาน ทนต่อการเปลี่ยนแปลงของสภาพอากาศและเหมาะสมกับภูมิประเทศ ใช้เวลาน้อยในการสร้างความพร้อมเพื่อปฏิบัติการ (Short Turnaround Time)

 

2.ระบบสื่อสารระหว่างตัวยานบินกับสถานีควบคุมภาคพื้นดิน เป็นหัวใจหลักของการทำงานของ UAV การสื่อสารในแนวสายตา มีความโค้งของผิวโลกเป็นอุปสรรคที่สำคัญเนื่องจากทำให้มีสัญญาณรบกวน และสัญญาณแทรกสอดค่อนข้างสูง ทั้งจากธรรมชาติ ของพื้นผิวโลก ทะเลสูง โดยคงทนต่อสัญญาณแทรกสอด คงทนต่อการรบกวนที่ไม่เจตนาจากอุปกรณ์สื่อสารอื่นๆ เช่นการรับส่งวิทยุของเรือประมง การสื่อสารดาวเทียมเชิงพาณิชย์ หรือคงทนการรบกวนโดยเจตนา
หน่วยกำลังรบและหน่วยทหารปืนใหญ่ มีความต้องการใช้ เครื่องบินตรวจการณ์ขนาดเล็ก ควบคุมจากระยะไกล โดยไม่ใช้นักบิน เพื่อเพิ่มขีดความสามารถในการรวบรวมข่าวสารเป้าหมายที่ถูกต้องเชื่อถือได้ ทันเวลา สามารถตรวจจับค้นหาเป้าหมาย พิสูจน์ทราบ และกำหนดที่ตั้งเป้าหมายได้อย่างถูกต้อง ทันด่วน เพื่อการทำลายข้าศึกได้อย่างถูกต้องแม่นยำ ทั้งยังสามารถประเมินผลเสียหายทางยุทธวิธีดีที่สุด แต่ต้องสั่งซื้อจากต่างประเทศในราคาแพงซึ่งทั้งระบบมีราคาเกือบ 500 ล้านบาท ประกอบด้วย

ตัวเครื่องบินเล็ก UAV และเครื่องบินเล็กฝึกบินแบบย่อส่วน
อุปกรณ์ติดตั้งบนเครื่องบินเล็ก ได้แก่ กล้องโทรทัศน์เวลากลางวัน และเวลากลางคืน ชนิดอินฟราเรด (CCD Daylight TV Camera & FLIR TV Camera) กล้องถ่ายภาพนิ่ง (Panoramic Camera) เครื่องบันทึกภาพวีดีทัศน์
อุปกรณ์ควบคุมภาคพื้น ประกอบด้วย สถานีควบคุมภาคพื้น (Ground Control Station-GCS) ที่มีตู้ควบคุมติดตั้ง GCS พร้อมเครื่องควบคุมอุณหภูมิ ซึ่งประกอบด้วย (อุปกรณ์ภายในตู้ตามภาพ)
1)ช่องนักบินภายใน(Pilot Bay)
2)ช่องเจ้าหน้าที่กล้อง(Observer Bay)
3)ช่องเจ้าหน้าที่นำร่อง (Navigation Bay)
4)ช่องเจ้าหน้าที่ตีวามภาพ (Intelligence Bay)
5)เครื่องบันทึกวีดีทัศน์(Video Cassette Recorder)
6)เครื่องพิมพ์ภาพ (Hard Copy Printer)
7)โทรทัศน์สีสำหรับเป็นจอภาพ
8)เครื่อง Desk Top Computer สำหรับผู้บังคับภารกิจบิน

สถานีเชื่อมต่อสัญญาณข้อมูล (Ground Data Terminal-GDT) มีตู้ควบคุมติดตั้ง GDT พร้อมระบบระบายอากาศ
รถยนต์บรรทุก 10 ตัน สำหรับบรรทุก GCS และ GDT
สถานีควบคุมแบบเคลื่อนที่ได้
เครื่องกำเนิดไฟฟ้า ขนาด 31 กิโลวัตต์ ติดตั้งบนรถพ่วง
รวมทั้งอุปกรณ์สนับสนุนภาคพื้น เช่น เครื่องวัดสำหรับเครื่องยนต์ และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ ตู้บรรทุกเครื่องบินเล็ก ชิ้นส่วนซ่อม อุปกรณ์จัดเตรียมแผนที่ระบบDigital

ขณะนี้มีประจำการอยู่ในกองทัพเมื่อปี พ.ศ.2540 ระบบเดียว ที่กองพลทหารปืนใหญ่ (พล.ป.) จังหวัดลพบุรี เป็นรุ่น SEARCHER ของประเทศอิสราเอล


ความเป็นมาในการทำวิจัย อากาศยานไร้นักบิน UAV       
เมื่อหน่วยทหารทั้ง 3 เหล่าทัพ คือ กองทัพบก กองทัพเรือ และกองทัพอากาศ มีความต้องการใช้ UAV ในภารกิจต่างๆ สำนักงานวิจัยและพัฒนาการทหารกลาโหม (สวพ.กห.) จึงได้ทำการศึกษาความเป็นไปได้ในการวิจัยและพัฒนาอากาศยานไร้นักบิน (UAV) เพื่อการใช้เองภายในประเทศ โดยให้ทุนอุดหนุนการวิจัยกับ พล.ป. ทำการวิจัยในโครงการวิจัยแบบแผนและสร้างเครื่องต้นแบบของเครื่องบินฝึกแบบย่อส่วน (Half Scale) ของเครื่องบินตรวจการณ์ขนาดเล็กควบคุมระยะไกลโดยไม่ใช้นักบิน ในปี พ.ศ.2545 เมื่อการวิจัยดำเนินการไปถึงขั้นทดสอบการบินครั้งแรก ประมาณกลางปี พ.ศ.2545 พบว่าประเทศไทยมีเทคโนโลยีและนักวิจัยเพียงพอที่จะทำการวิจัย
สำนักงานวิจัยและพัฒนาการทหารกลาโหม (สวพ.กห.) โดย พลตรี อภิชาต ทิมสุวรรณ รองผู้อำนวยการสำนักงานวิจัยและพัฒนาการทหารกลาโหม (ยศและตำแหน่งในขณะนั้น ต่อมาได้พระราชทานยศเป็น พลโท และได้รับการแต่งตั้งเป็นผู้อำนวยการ สำนักงานวิจัยและพัฒนาการทหารกลาโหม ตั้งแต่ 1 เม.ย.2547 ถึงปัจจุบัน) จึงได้เชิญชวนให้สำนักงานกองทุนสนับสนุนการวิจัย (สกว.) ให้การสนับสนุนการวิจัยด้านการป้องกันประเทศ เมื่อ รศ.ดร.สุธีระ ประเสริฐสรรพ ผู้อำนวยการฝ่ายอุตสาหกรรม (ผอ.สกว.ฝ่าย5) พิจารณาแล้วเห็นว่า มีความต้องการของผู้ใช้ที่ชัดเจน และมีความเป็นไปได้ในการวิจัย จึงมอบหมายให้ ผศ.ดร.อุดมเกียรติ นนทแก้ว อาจารย์ประจำภาควิชาวิศวกรรมเครื่องกล สถาบันเทคโนโลยีพระจอมเกล้าพระนครเหนือ เป็นผู้ประสานงานของ สกว. (สปว.การพัฒนากระบวนการผลิตทั่วไป ต่อมาเปลี่ยนเป็น สปว.อุตสาหกรรมป้องกันประเทศ) ลงไปศึกษาระบบ UAV และประชุมสัมมนากับผู้ใช้ ณ พล.ป.จ.ลพบุรี ครั้งสำคัญ จำนวน 2 ครั้ง

การประชุมสัมมนาครั้งที่ 1 เมื่อ 16-17 ม.ค. 2546 สรุปได้ว่า เทคโนโลยีที่ใช้สามารถพัฒนาขึ้นได้ในประเทศ (ซึ่งนำมาเป็นแนวทางในการจัดทำโครงการวิจัย)
การประชุมสัมมนาครั้งที่ 2 เมื่อ 17-18 มี.ค. 2546 สรุปได้ว่า
1) รูปแบบอากาศยานไร้นักบิน ที่จะพัฒนาขึ้นจะเป็นประเภท Tactical UAV แบบ Short Range ที่มีสมรรถนะเหมือนต้นแบบ SEARCHER ที่มีอยู่ที่ พล.ป. เนื่องจาก

ต้นแบบตัวแรกต้องการผลสำเร็จสูง หากมีปัญหาข้อขัดข้องสามารถศึกษาจากต้นแบบที่มีอยู่แล้วได้
ต้องการทำวิจัยพัฒนาให้ได้องค์ความรู้เชิงลึกในการสร้างอากาศยานไร้นักบินทั้งระบบ หากสำเร็จจะได้องค์ความรู้มาผลิตสร้างเพื่อการพึ่งตนเองภายในประเทศได้ทั้งระบบ รวมทั้งขยายผลไปสู่อากาศยานไร้นักบินในรูปแบบอื่นๆด้วยและหากไม่สำเร็จ องค์ความรู้ที่ได้จะมีประโยชน์ในการซ่อมบำรุงของที่มีอยู่แล้วได้
มีสถานที่ทดสอบและนักบินภายนอกที่มีความชำนาญในการทดสอบ
2) สมรรถนะของ UAV ที่จะวิจัยและพัฒนาจะมีรัศมีปฏิบัติการ 200 ก.ม. เวลาปฏิบัติการมากกว่า 6 ช.ม. เพดานบินเดินทาง 10,000 ฟุต และปฏิบัติการ 8,000ฟุต กำลังขับเคลื่อนมากกว่า 30 แรงม้า ความเร็ว 80 น็อต ขึ้นลงโดยใช้สนามบิน ระยะบินขึ้น 500-600 เมตร ระยะบินลง 250 เมตร และ Sensor ด้วยกล้อง
3) ใช้เวลาการวิจัย 3 ปี
4) แบ่งการวิจัยอกเป็น 4 ด้าน ได้แก่ โครงสร้างอากาศยาน ระบบควบคุมการบินอัตโนมัติ, ระบบสื่อสารการบินและระบบประมวล ผลการติดต่อสื่อสารและอุปกรณ์ภาพ
5) ให้ผู้ประสานงาน สกว. หานักวิจัยมาเป็นหัวหน้ากลุ่มวิจัยทั้ง 4 ด้าน
 

Comments