การบินขึ้น

การบินขึ้น หรือ การวิ่งขึ้น () คือระยะการบินที่ยานพาหนะการบินและอวกาศเคลื่อนตัวออกจากพื้นดินและลอยขึ้นสู่อากาศ สำหรับอากาศยานที่บินขึ้นในแนวดิ่ง ระยะนี้เรียกว่า การยกขึ้น ()

สำหรับอากาศยานที่ขึ้นบินในแนวนอน โดยทั่วไปจะเริ่มต้นด้วยการเปลี่ยนจากการเคลื่อนที่ไปตามพื้นบนทางวิ่ง สำหรับบัลลูน, เฮลิคอปเตอร์ และอากาศยานปีกตรึงเฉพาะทางบางประเภท (อากาศยานบินขึ้นและลงทางดิ่ง VTOL เช่น แฮริเออร์ และเบลล์ โบอิ้ง วี22 ออสเปรย์) ไม่จำเป็นต้องใช้รันเวย์

 แนวนอน 
 การตั้งกำลังเครื่องยนต์ 
สำหรับอากาศยานเบา มักใช้กำลังเครื่องยนต์เต็มที่ขณะขึ้นบิน ส่วนอากาศยานขนส่งขนาดใหญ่ (เครื่องบินโดยสาร) อาจใช้กำลังเครื่องยนต์ที่ลดลงในการขึ้นบิน โดยใช้พลังงานน้อยกว่ากำลังเครื่องยนต์เต็มที่เพื่อยืดอายุการใช้งานของเครื่องยนต์ ลดค่าใช้จ่ายในการบำรุงรักษา และลดเสียงรบกวน ในกรณีฉุกเฉินบางกรณี สามารถเพิ่มกำลังเครื่องยนต์เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการทำงานของเครื่องบินได้ ก่อนขึ้นบิน เครื่องยนต์ โดยเฉพาะเครื่องยนต์ลูกสูบ จะถูกเร่งด้วยกำลังเครื่องยนต์สูงเป็นประจำเพื่อตรวจสอบปัญหาที่เกี่ยวข้องกับเครื่องยนต์ เครื่องบินได้รับอนุญาตให้เร่งความเร็วให้ถึงความเร็วรอบ (มักเรียกว่า VR) คำว่า " การเชิดหัวอากาศยาน" ถูกใช้เนื่องจากเครื่องบินหมุนรอบแกนของล้อลงจอดหลักขณะที่ยังอยู่บนพื้นดิน ซึ่งมักเกิดจากการปรับระบบควบคุมการบินอย่างนุ่มนวลเพื่อเปลี่ยนทิศทางของเครื่องบิน (เมื่อเกิดการเคลื่อนที่ของอากาศใต้/เหนือปีกอย่างเหมาะสม เครื่องบินจะขึ้นบินได้เอง ระบบควบคุมมีไว้เพื่ออำนวยความสะดวกในการเปลี่ยนทิศทาง)

จมูกเครื่องบินจะถูกยกขึ้นให้อยู่ในมุม 5-15 องศา เพื่อเพิ่มแรงยกจากปีกและส่งผลให้เครื่องบินทะยานขึ้น สำหรับเครื่องบินส่วนใหญ่ การพยายามบินขึ้นโดยไม่ใช้แรงยกขึ้นจะต้องใช้ความเร็วเดินทางขณะที่ยังอยู่บนทางวิ่งthumb|left|เครื่องบินโดยสารสามลำขึ้นบินพร้อมกัน (สังเกตมุมพิทช์ที่คล้ายกัน)
เครื่องบินปีกตรึงที่ออกแบบมาเพื่อการบินด้วยความเร็วสูง (เช่น เครื่องบินเจ็ทเชิงพาณิชย์) มักมีปัญหาในการสร้างแรงยกที่เพียงพอที่ความเร็วต่ำซึ่งพบในระหว่างการบินขึ้น ดังนั้นจึงติดตั้งอุปกรณ์ยกสูง ซึ่งมักประกอบด้วยแผ่นปิดปีกและแผ่นปิดปีก (flap) ซึ่งจะช่วยเพิ่มความโค้งและมักจะเป็นพื้นที่ของปีก ทำให้มีประสิทธิภาพมากขึ้นที่ความเร็วต่ำ จึงสร้างแรงยกได้มากขึ้น อุปกรณ์เหล่านี้จะถูกกางออกจากปีกก่อนการบินขึ้น และหดกลับในระหว่างการไต่ระดับ นอกจากนี้ยังสามารถกางออกในเวลาอื่น ๆ เช่น ก่อนการลงจอดได้อีกด้วย

 ความเร็วที่ต้องการ 
ความเร็วในการขึ้นบินที่ต้องการ จะแตกต่างกันไปตามน้ำหนักเครื่องบินและการกำหนดค่าเครื่องบิน (ตำแหน่งของแผ่นปิดปีกหรือแผ่นปิดปีก ตามความเหมาะสม) และจะแจ้งให้ลูกเรือทราบตามความเร็วอากาศที่ระบุ

การปฏิบัติการกับอากาศยานประเภทขนส่งใช้แนวคิดของความเร็วอ้างอิงมาตรฐานในการขึ้นบิน (V-speed) ได้แก่ V1, VR และ V2 ความเร็วเหล่านี้ไม่ได้ถูกกำหนดโดยปัจจัยข้างต้นที่มีผลต่อประสิทธิภาพการขึ้นบินเท่านั้น แต่ยังรวมถึงความยาวและความลาดเอียงของรันเวย์และสภาวะเฉพาะอื่น ๆ เช่น สิ่งกีดขวางที่ปลายทางวิ่ง หากต่ำกว่า V1 ในกรณีที่เกิดความล้มเหลวร้ายแรง การบินขึ้นควรหยุดลง แต่ถ้ามากกว่า V1 นักบินจะบินขึ้นต่อและกลับมาลงจอด หลังจากนักบินผู้ช่วยเรียก V1 แล้ว พวกเขาจะเรียก VR หรือ " การเชิดหัวอากาศยาน" ซึ่งเป็นเครื่องหมายความเร็วที่ใช้ในการเชิดหัวอากาศยาน VR สำหรับอากาศยานประเภทขนส่งจะถูกคำนวณเพื่อให้อากาศยานสามารถบินขึ้นถึงระดับความสูงของฉากกั้นที่กำหนดไว้ที่ V2 ได้ในขณะที่เครื่องยนต์หนึ่งเครื่องขัดข้อง จากนั้นจึงเรียก V2 (ความเร็วการขึ้นบินที่ปลอดภัย) ความเร็วนี้จะต้องคงไว้หลังจากเครื่องยนต์ขัดข้องเพื่อให้บรรลุเป้าหมายด้านอัตราการไต่ระดับและมุมไต่ระดับ

ในเครื่องบินแบบเครื่องยนต์เดี่ยวหรือเครื่องยนต์คู่เบา นักบินจะคำนวณความยาวของทางวิ่งที่จำเป็นสำหรับการขึ้นบินและหลีกเลี่ยงสิ่งกีดขวางใด ๆ เพื่อให้แน่ใจว่ามีทางวิ่งเพียงพอสำหรับการขึ้นบิน สามารถเพิ่มระยะปลอดภัยเพื่อให้มีทางเลือกในการหยุดบนรันเวย์ในกรณีที่การปฏิเสธการบินขึ้น ในเครื่องบินประเภทนี้ส่วนใหญ่ หากเครื่องยนต์ขัดข้อง ความล้มเหลวใด ๆ ก็ตามจะส่งผลให้ไม่สามารถขึ้นบินได้ตามปกติ เนื่องจากแม้จะวิ่งเลยปลายทางวิ่งไปก็ยังดีกว่าการขึ้นบินโดยที่เครื่องยนต์ไม่เพียงพอที่จะรักษาการบินไว้ได้

หากจำเป็นต้องผ่านสิ่งกีดขวาง นักบินจะไต่ระดับด้วยความเร็วสูงสุดที่มุมไต่สูงสุด (Vx) ซึ่งส่งผลให้ได้ระดับความสูงที่เพิ่มขึ้นสูงสุดต่อหน่วยระยะทางแนวนอนที่เดินทาง หากไม่จำเป็นต้องผ่านสิ่งกีดขวาง หรือหลังจากผ่านสิ่งกีดขวางแล้ว นักบินสามารถเร่งความเร็วขึ้นจนถึงอัตราความเร็วไต่ระดับที่ดีที่สุด (Vy) ซึ่งเครื่องบินจะไต่ระดับได้มากที่สุดโดยใช้เวลาน้อยที่สุด โดยทั่วไปแล้ว Vx จะมีความเร็วต่ำกว่า Vy และต้องใช้มุมพิทช์ที่สูงกว่าจึงจะถึงเป้าหมาย

ความเร็วที่จำเป็นสำหรับการบินขึ้นนั้นสัมพันธ์กับการเคลื่อนที่ของอากาศ (ความเร็วอากาศที่ระบุ) ลมปะทะจะลดความเร็วภาคพื้นดินที่จำเป็นสำหรับการบินขึ้น เนื่องจากมีกระแสอากาศไหลผ่านปีกมากขึ้น ความเร็วการบินขึ้นทั่วไปสำหรับเครื่องบินเจ็ทไลเนอร์อยู่ในช่วง  เครื่องบินขนาดเล็ก เช่น Cessna 150 บินขึ้นที่ประมาณ  เครื่องบินอัลตร้าไลท์ยังมีความเร็วในการบินขึ้นที่ต่ำกว่านี้ สำหรับเครื่องบินที่กำหนด ความเร็วในการบินขึ้นมักจะขึ้นอยู่กับน้ำหนักของเครื่องบิน ยิ่งน้ำหนักมาก ความเร็วที่ต้องการก็ยิ่งมากขึ้นScott, Jeff (4 August 2002) "Airliner Takeoff Speeds". Aerospace Web. Retrieved 12 August 2015 เครื่องบินบางลำได้รับการออกแบบมาโดยเฉพาะสำหรับการขึ้นและลงจอดระยะสั้น (STOL) ซึ่งทำได้โดยการขึ้นบินด้วยความเร็วต่ำมาก

 การช่วยเหลือ 

การช่วยเหลือการขึ้นบิน () คือระบบใด ๆ ก็ตามที่ช่วยให้อากาศยานขึ้นสู่ท้องฟ้าได้ (แทนที่จะใช้กำลังของตัวเองเพียงอย่างเดียว) เหตุผลที่อาจจำเป็นต้องใช้ระบบนี้อาจเป็นเพราะมีน้ำหนักสูงสุดในการขึ้นบินเกินกว่าน้ำหนักขึ้นสูงสุดปกติ กำลังเครื่องยนต์ไม่เพียงพอ หรือความยาวทางวิ่งที่มีอยู่อาจไม่เพียงพอ หรือสนามบินร้อนและอยู่สูง () หรือเกิดจากปัจจัยทั้งสี่ประการร่วมกัน นอกจากนี้ เครื่องร่อนซึ่งไม่มีเครื่องยนต์จึงไม่สามารถขึ้นบินได้เองยังจำเป็นต้องใช้ระบบช่วยขึ้นบินด้วย ดังนั้น จึงจำเป็นต้องใช้ระบบช่วยขึ้นบิน

 แนวตั้ง 
การขึ้นบินในแนวดิ่งหมายถึงอากาศยานหรือจรวดที่ขึ้นบินในวิถีโคจรแนวตั้ง การขึ้นบินในแนวดิ่งช่วยลดความจำเป็นในการสร้างสนามบิน เครื่องบินขึ้นบินในแนวดิ่งส่วนใหญ่สามารถลงจอดในแนวนอนได้เช่นกัน แต่มีเครื่องบินขับเคลื่อนด้วยจรวดบางลำของกองทัพอากาศ ลุฟท์วัฟเฟอ ที่ขึ้นบินในแนวดิ่งเท่านั้น โดยลงจอดด้วยวิธีอื่น เช่น เครื่องบิน Bachem Ba 349 Natter ลงจอดใต้ร่มชูชีพหลังจากขึ้นบินในแนวดิ่ง โครงการอื่น ๆ ที่พัฒนาขึ้นในช่วงหลัง ๆ ในนาซีเยอรมนี เช่น เครื่องบิน Heinkel P.1077 Julia หรือเครื่องบิน Focke-Wulf Volksjäger 2 ไต่ระดับขึ้นไปบนเพดานเครื่องบินในมุมเกือบตั้งฉากและลงจอดด้วยไถลในภายหลังUlrich Albrecht: Artefakte des Fanatismus; Technik und nationalsozialistische Ideologie in der Endphase des Dritten Reiches  (in German)

 VTOL 

อากาศยานบินขึ้นและลงทางดิ่ง () อากาศยานรวมถึงอากาศยานปีกตรึงที่สามารถบินลอย, ขึ้นบิน และลงจอดในแนวดิ่งได้ รวมถึงเฮลิคอปเตอร์และอากาศยานอื่น ๆ ที่มีใบพัดขับเคลื่อน เช่น ใบพัดแบบเอียง"Vertical Takeoff & Landing Aircraft," John P. Campbell, The MacMillan Company, New York, 1962.Rogers 1989.Laskowitz, I.B. "Vertical Take-Off and Landing (VTOL) Aircraft."  Annals of the New York Academy of Sciences, Vol. 107, Art. 1, 25 March 1963."Straight Up - A History of Vertical Flight," Steve Markman and Bill Holder, Schiffer Publishing, 2000. เครื่องบิน VTOL บางลำสามารถทำงานในโหมดอื่น ๆ ได้เช่นกัน เช่น การบินขึ้นแบบดั้งเดิม (CTOL, conventional take-off and landing), การบินขึ้นและลงจอดระยะสั้น (STOL, short take-off and landing) และ/หรือ การบินขึ้นระยะสั้นและลงจอดในแนวดิ่ง (STOVL, short take-off and vertical landing) เครื่องบินประเภทอื่น ๆ เช่น เฮลิคอปเตอร์บางลำ สามารถทำงานได้โดยใช้ VTOL เท่านั้น เนื่องจากอากาศยานไม่มีล้อลงจอดที่สามารถรองรับการเคลื่อนที่ในแนวนอนได้ VTOL เป็นส่วนย่อยของ V/STOL (การขึ้นและลงจอดในแนวดิ่ง และ/หรือการขึ้นและลงจอดระยะสั้น)

นอกจากเฮลิคอปเตอร์แล้ว ยังมีเครื่องบิน VTOL ที่ใช้ในราชการทหารอีกสองประเภท ได้แก่ เครื่องบินที่ใช้ใบพัดแบบปรับหมุน เช่น เบลล์ โบอิง วี-22 ออสเปรย์ และเครื่องบินบางประเภทที่ใช้แรงขับเจ็ทแบบกำหนดทิศทาง เช่น เครื่องบินตระกูลแฮร์ริเออร์

 การปล่อยจรวด 

ระยะทะยานขึ้นของการบินของจรวดเรียกว่า "การปล่อยจรวด" การปล่อยจรวดสำหรับเที่ยวบินอวกาศในวงโคจร หรือการปล่อยจรวดสู่อวกาศระหว่างดาวเคราะห์ มักจะมาจากตำแหน่งคงที่บนพื้นดิน แต่ก็อาจมาจากแท่นลอยน้ำ เช่น แท่นซานมาร์โก หรือเรือปล่อยจรวดซีลอนช์ก็ได้

 ดูเพิ่ม 

 การไต่ระดับ
 ระดับบินที่ต้องการ
 การลดระดับ
 การลงจอด
 ความเร็วอ้างอิงมาตรฐาน (V speeds)

 อ้างอิง 

หมวดหมู่:ระยะการบิน
*
หมวดหมู่:สมรรถนะของอากาศยาน