บทความนี้สนับสนุนโดย UnderGuard ยานยนต์

ปัจจุบันนี้ มอเตอร์สปอร์ตประเภท ‘รถแข่งทางเรียบ’ นั้น... ได้พัฒนาแบบก้าวกระโดด ไม่ว่าจะเป็นเครื่องยนต์และระบบขับเคลื่อน ซึ่งเดี๋ยวนี้ก็ได้มีการได้นำเอาเครื่องยนต์ไฮบริดมาโมดิฟายเพื่อวิ่งไล่รถน้ำมันกันแล้ว ในส่วนของช่วงล่างเอง ก็ได้รับการพัฒนาไม่น้อยหน้ากัน ซึ่งช่วงล่างของรถแข่งในปัจจุบันนั้น ได้มีการติดตั้งอุปกรณ์อิเล็คทรอนิคส์เพื่อใช้ในการเก็บข้อมูล และนำเอาตัวเลขดังกล่าวไปวิเคราะห์เพื่อหาค่าเซ็ทอัพที่สมบูรณ์แบบที่สุด

และที่จะไม่พูดถึงไม่ได้เลยก็คือ... ‘แอโรไดนามิคส์’ ...หลักอากาศพลศาสตร์ได้ถูกนำมาประยุกต์ใช้กับรถแข่งอย่างแพร่หลาย การเล่นกับอากาศซึ่ง ‘มองไม่เห็น-และ-ไร้ตัวตน’ ถือเป็นความท้าทายสูงสุดของเหล่าวิศวกรรถแข่ง และแน่นอนว่า การพัฒนารถแข่งเพื่อสร้างความได้เปรียบเชิงอากาศพลศาสตร์ จะเป็นอีกหนึ่งปัจจัยที่จะทำให้เข้าใกล้คำว่า ‘ชัยชนะ’ มากขึ้นไปอีก

นอกจากรถแข่งทางเรียบแล้ว หลักอากาศพลศาสตร์ก็ยังได้นำไปใช้กับรถยนต์ทั่วไปด้วยเช่นกัน โดยมีวัตถุประสงค์หลักเพื่อลดแรงต้านอากาศ ซึ่งส่งผลดีอย่างยิ่งต่ออัตราสิ้นเปลืองเชื้อเพลิง การใส่แอโรพาร์ททั้งบนตัวรถและด้านล่างของตัวรถ กลายมาเป็นแนวทางที่ผู้ผลิตรถยนต์ ‘ต้อง’ ปฏิบัติโดยปริยาย... หากปราศจากแอโรพาร์ทเหล่านี้ ตัวเลขอัตราสิ้นเปลืองเชื้อเพลิงที่เราเห็นตามโฆษณา อาจจะอาจจะหายไปประมาณ 3-4 กิโลเมตรต่อลิตรเลยทีเดียว

อย่างไรก็ตาม สำหรับวันนี้ เราจะโฟกัสไปที่รถแข่งกับรถสมรรถนะสูงเท่านั้น เพื่อไปเจาะลึกแอโรพาร์ททั้งหลายที่ประดับประดาอยู่ทั้งบนตัวรถ-และ-ใต้ท้องรถ ไปดูกันว่าแอโรพาร์ทเหล่านี้ มีหน้าที่อะไรบ้าง แล้วสามารถเพิ่มประสิทธิภาพเชิงแอโรไดนามิคส์ได้อย่างไร ...ไปชมกันเลยครับ

1. Splitter (ลิ้นหน้า)

‘Splitter’ หรือ ‘ลิ้นหน้า’ เป็นแอโรพาร์ทที่ติดตั้งไว้บริเวณชายล่างของกันชนหน้า มีลักษณะเป็นแผ่นเรียบ วางตัวแบบขนาดกับพื้น โดยมากจะทำมาจากวัสดุประเภทไฟเบอร์ ไม่ก็เป็นคาร์บอนไฟเบอร์ หรืออาจจะมาจากอะลูมิเนียม หรือไม้อัดก็มีครับ

‘ลิ้นหน้า’ ที่ได้รับการออกมาอย่างถูกต้องตามหลักอากาศพลศาสตร์นั้น จะสามารถสร้างแรงกดได้อย่างมหาศาล เพื่อช่วยเพิ่มแรงยึดเกาะให้กับยางคู่หน้า ผลลัพธ์ก็คือช่วยลดอาการอันเดอร์สเตียร์ขณะเข้าโค้งด้วยความเร็วสูง นอกจากนั้นแล้ว ถ้าหากมีการติดตั้งลิ้นหน้าควบคู่กับแผ่นปิดใต้ท้องรถ จะทำให้อากาศไหลผ่านด้านล่างของตัวรถได้สะดวกขึ้น เป็นผลให้สามารถทำ MAX SPEED ได้สูงขึ้นนั่นเองครับ

หลักการในการสร้างแรงกดของลิ้นหน้าก็คือ การสร้าง ‘ความแตกต่างระหว่างความดัน’ ซึ่งนี่ก็คือหลักการพื้นฐานของแอโรพาร์ททุกชิ้น ...โดยปกติแล้ว เมื่อลดปะทะกับกันชนหน้า จะทำให้บริเวณนั้นเป็นพื้นที่ที่มีความดันสูง ในทางตรงกันข้าม สำหรับพื้นที่ด้านล่างของลิ้นหน้านั้น อากาศจะสามารถไหลผ่านไปได้แบบชิลๆ เลย บริเวณด้านล่างจึงเป็นพื้นที่ความดันต่ำ และความต่างของความดันนี่เอง ที่ทำให้เกิดแรงกดลงบนลิ้นหน้าโดยตรง ซึ่งสำหรับรถแข่งระดับมืออาชีพนั้น จะมีการสร้าง ‘แท่งซัพพอร์ต’ (Supporting Rods) เพื่อช่วยให้ลิ้นหน้าไม่ ‘เสียรูป’ ขณะที่มีแรงกดสูงๆ นั่นเองครับ

2. Canard (คานาร์ด)

แอโรพาร์ทชิ้นที่สองที่เราจะไปพูดถึงกันก็ติดตั้งบริเวณกันชนหน้าเช่นเดียวกันครับ โดยแอโรพาร์ทชิ้นนี้มื่อเรียกว่า ‘Canard’ (คานาร์ด) หรือบางคนก็เรียกว่า ‘Dive Plate’ (ไดว์ เพลท) มีลักษณะเป็นแผ่นสามเหลี่ยม ติดตั้งบริเวณด้านข้างของกันชนทั้งสองข้าง

ครีบคานาร์ด มีหน้าที่เปลี่ยนทิศทางกระแสของอากาศให้ไหลขึ้นด้านบน ซึ่งจะทำให้เกิดแรงกดที่บริเวณคานาร์ดโดยตรง นอกจากนั้นแล้ว กระแสอากาศที่ไหลออกจากคานาร์ด จะมีลักษณะเป็นลมหมุน (Vortex) ซึ่งจะไหลไปด้านข้างของตัวรถ ลมหมุนนี้ จะทำหน้าที่เหมือนเป็นกำแพง กั้นระหว่างอากาศที่ไหลด้านบนตัวรถ และอากาศที่ไหลด้านข้างของตัวรถ ซึ่งโดยทฤษฎีแล้ว จะทำให้ประสิทธิภาพเชิงแอโรไดนามิคส์เพิ่มขึ้นอีกนิดหน่อยครับ

3. Side Skirt (สเกิร์ตข้าง)

สเกิร์ตข้าง หรือที่หลายๆ คนเรียกว่ากาบข้าง ดูเผินๆ เหมือนจะเป็นแค่อุปกรณ์ตกแต่งเพื่อเน้นความสวยงามเฉยๆ ...แต่หารู้ไม่ว่า สเกิร์ตข้างนี่แหละ คือ ‘แอโรพาร์ทขนาดแท้’

สเกิร์ตข้างทำหน้าที่ ‘ป้องกัน’ ลมจากภายนอกไหลเข้ามาใต้ท้องรถ (ลมที่ไหลมาจากบริเวณกันชนหน้า) ซึ่งถ้าหากว่ามีกระแสอากาศไหลไปใต้ท้องรถมากเกินไป จะส่งผลให้ความดันใต้ท้องเพิ่มขึ้น ส่งผลให้เกิด ‘แรงยก’ (Lift Force) แทนที่จะเป็นแรงกด เมื่อเป็นเช่นนี้ จะส่งผลเสถียรภาพของตัวรถลดลงอย่างมาก โดยเฉพาะในการขับที่ความเร็วสูงๆ

ประสิทธิภาพของสเกิร์ตข้างนั้น จะขึ้นอยู่กับความเตี้ยของสเกิร์ต ยิ่งสเกิร์ตเตี้ยเท่าไหร่ ก็จะทำให้อากาศจากภายนอกไหลเข้าไปได้ ‘ยากขึ้น’ และช่วยลดความปั่นป่วนของอากาศใต้ท้องรถ ทำให้อาการใต้ท้องรถสามารถ ‘โฟล์ว’ ได้ดีกว่า เป็นผลให้มีโอกาสที่จะสร้างแรงกดได้มากกว่านั่นเองครับ

4. Spoiler (สปอยเลอร์)

และแล้วก็มาถึงแอโรพาร์ทระดับตำนานอย่าง ‘สปอยเลอร์’ หรือบางคนก็เรียก ‘หางหลัง’ หรือ ‘วิงหลัง’ ก็ว่ากันไปครับ... ถ้าหากว่ามีการออกแบบและมีตำแหน่งการติดตั้งที่ถูกต้องแล้วล่ะก็ สปอยเลอร์จะเป็นแอโรพาร์ทที่สร้างแรงกดได้อย่างมหาศาลเลยทีเดียว

หลักการของสปอยเลอร์ก็เหมือนกับหลักการของปีกเครื่องบินทุกประการ แต่ต่างกันเพียงแต่สปอยเลอร์นั้น เป็นการนำเอาปีกมา ‘กลับหัว’ จากบน-เป็น-ล่าง ปกติแล้ว ปีกจะถูกออกแบบมาเพื่อสร้าง ‘แรงยก’ (Lift Force) แต่เมื่อเราเอามันมาติดกลับหัวแบบนี้ มันจึงสร้าง ‘แรงกด’ (Downforce) นั่นเองครับ

แรงกดที่สปอยเลอร์สร้างได้นั้น จะกดลงที่ด้านหลังของตัวรถ เป็นการเพิ่มแรงยึดเกาะให้กับยางคู่หลัง ช่วยลดอาการโอเวอร์สเตียร์และเพิ่มความเสถียรของตัวรถขณะวิ่งด้วยความเร็วสูง

บทความแนะนำ - สปอยเลอร์ : แอโรพาร์ท หรือ ประดับยนต์

5. แผ่นปิดใต้ท้อง (Undertray)

‘Undertray’ หรือ ‘Underbody’ คือ แผ่นปิดใต้ท้องรถแข่ง มีลักษณะเป็นแผ่นเรียบ ติดตั้งไว้ที่ด้านล่างของตัวรถ สำหรับรถแข่งหรือรถสมรรถนะสูงบางคัน จะปิดตั้งแต่กันชนหน้า-ถึง-กันชนหลังเลยทีเดียว

ปกติแล้ว เมื่ออากาศไหลผ่านใต้ท้องรถ ก็จะเจอกับชิ้นส่วนช่วงล่าง เพลาขับ รวมไปถึงท่อไอเสีย ซึ่งชิ้นส่วนเหล่านี้ จะ ‘รบกวน’ การไหลของกระแสอากาศ เป็นผลให้เกิดความปั่นป่วน ซึ่งไม่เป็นผลดีอย่างยิ่งต่อแอโรไดนามิคส์ของตัวรถ ...และเมื่อมีการติดตั้งแผ่นปิดใต้ท้องเข้าไปแล้ว จะช่วยให้อากาศสามารถไหลผ่านได้อย่างสะดวก และเมื่ออากาศใต้ท้องรถมีความเร็วสูงขึ้น จะส่งผลให้เกิดแรงดูด กดรถทั้งคันลงกับพื้น เพื่อช่วยเพิ่มแรงยึดเกาะให้กับยางทั้งสี่เส้น

นอกจากจะสามารถสร้างแรงกดได้แล้ว การที่อากาศบริเวณด้านล่างของตัวรถสามารถไหลได้อย่างสะดวก จะช่วยลดแรงต้านอากาศได้อีกด้วย

ด้วยเหตุนี้ การติดตั้งแผ่นปิดใต้ท้องรถจึงถือเป็นการเพิ่มแอโรไดนามิคส์ที่มีประสิทธิภาพ และในปัจจุบันนี้ ค่ายรถยนต์หลายค่ายจึงนำเอาแอโรพาร์ทตัวนี้ มาติดตั้งบนรถยนต์ส่วนบุคคล เพื่อสร้างความได้เปรียบในการลดแรงต้านอากาศนั่นเองครับ

อย่างไรก็ตาม เนื่องด้วยต้นทุนการผลิต ทำให้ ‘เป็นไปไม่ได้’ ที่ค่ายรถยนต์จะติดแผ่นปิดใต้ท้องรถแบบ FULL OPTION เหมือนรถแข่ง โดยมากแล้ว...ก็จะมีเพียงแผ่นพลาสติกเล็กๆ ติดตั้งไว้ใต้ห้องเครื่องเท่านั้นเอง

สำหรับวันนี้ ผมก็จะขออนุญาตแนะนำโปรดัคส์อีกชิ้นหนึ่งซึ่งเกี่ยวข้องกับแอโรไดนามิคส์โดยตรง นั่นก็คือ ‘UnderGuard’ แผ่นปิดใต้ห้องเครื่องฝีมือคนไทย ซึ่งผมเองก็ได้พบปะกับ ‘คุณวัฒน์’ อาจารย์ประจำโรงเรียนช่างฝีมือทหารซึ่งเป็นผู้ออกแบบแผ่นปิดใต้เครื่องยนต์ และนั่งคุยกันเกือบครึ่งค่อนวัน จนได้ทราบถึงที่มาที่ไป และหลักการของ UnderGuard ที่ถือว่าได้รับความนิยมในวงกว้าง

แผ่นปิดใต้ห้องเครื่อง UnderGuard

เท่าที่ได้สอบถามมานั้น แผ่นปิดใต้ห้องเครื่อง UnderGuard ได้ออกแบบหลักอากาศพลศาสตร์ และทดสอบการใช้งานจริงเป็นที่เรียบร้อย ซึ่งผมมั่นใจว่า...ท่านผู้อ่านหลายท่านน่าจะเคยเห็นแผ่นปิด UnderGuard ผ่านหู-ผ่านตามาบ้าง และวันนี้ เราก็จะไปวิเคราะห์กันว่า...มันช่วยเรื่องแอโรได้ตามคำโฆษณาหรือไม่?

ก่อนอื่นเราไปดูตำแหน่งการติดตั้งกันก่อนนะครับ การติดตั้งจะติดตั้งไว้ใต้ห้องเครื่องโดยตรง สำหรับรถที่มีแผ่นพลาสติกมาจากโรงงานนั้น ก็เอาแผ่นเดิมออก แล้วก็ใส่ของ UnderGuard ลงไป โดยจะใช้น็อตเกลียวเพื่อยึดเข้ากับตัวถังโดยตรง การยึดค่อนข้างแน่นหนา...ไม่มีหลุดแน่นอน

ช่อง AIR JET เป็นการนำเอาอากาศเย็น ไประบายความร้อนในห้องเครื่องโดยตรง

ตัวแผ่นปิดนั้น ทำมาจากอะลูมิเนียม และมีช่องเอาไว้ถอดเพื่อเปลี่ยนกรองน้ำมันเครื่องด้วย นอกจากนั้นแล้ว ยังมีการเจาะและพับเป็นครีบเพื่อช่วยดูดอากาศร้อนจากเครื่องยนต์ ...งั้นหมายความว่า แผ่นปิด UnderGuard สามารถเพิ่มแอโร และสามารถระบายความร้อนได้ด้วยงั้นเหรอ? …เอาล่ะครับ เราลองไปเริ่มวิเคราะห์กันเป็นฉากๆ แล้วกัน โดยเริ่มที่ 1) การขับขี่ที่ความเร็วต่ำ

1) การขับขี่ที่ความเร็วต่ำ

สำหรับการขับขี่ที่ความเร็วต่ำนั้น (ประมาณ 30-50 กม/ชม) เนื่องจากว่าลมที่ปะทะหม้อน้ำมีปริมาณค่อนข้างน้อย ทำให้อุณหภูมิเครื่องยนต์สูงพอสมควร และด้วยความที่ว่าแผ่นปิดใต้ท้องมีการเจาะรู เพราะฉะนั้นแล้ว ลมร้อนที่ไหลออกจากเครื่องยนต์ จะถูก ‘ดูด’ ออกไปรวมกับลมด้านล่าง ผมคิดว่าน่าจะลดอุณหภูมิได้ราวๆ 3-5 องศาสำหรับเครื่องยนต์ NA (สำหรับเครื่องยนต์เทอร์โบ น่าจะเย็นลงกว่านั้น)

ในส่วนของแอโรไดนามิคส์นั้น เนื่องจากว่าที่ความเร็วต่ำนั้น แรงต้านอากาศยังไม่สำแดงฤทธิ์เดชมากเท่าไหร่นัก ข้อได้เปรียบเรื่องการลดแรงต้านอากาศของแผ่น UnderGuard จึงไม่สามารถแสดงความแตกต่างได้มากเท่าไหร่นัก พูดง่ายๆ ก็คือ ในช่วงความเร็วต่ำ...สามารถช่วยลดแรงต้านอากาศได้น้อย

2) การขับขี่ที่ความเร็วสูง

ในทางตรงกันข้าม การขับขี่ที่ความเร็วสูงนั้น อากาศจะไหลเข้าเครื่องยนต์แบบเต็มๆ ข้อดีเรื่องการระบายความร้อนของแผ่น UnderGuard จึงไม่โดดเด่นเท่าไหร่ แต่ถ้าเราพิจารณาเรื่องของแอโรไดนามิคส์แล้วล่ะก็ ผมคิดว่าแรงต้านอากาศน่าจะลดลงเยอะพอสมควร ส่งผลดีต่ออัตราสินเปลืองเชื้อเพลิง และมั่นใจมากว่าจะสามารถทำ MAX SPEED ได้เยอะกว่าเดิมแน่นอน

3) จอดติดไฟแดง

สำหรับการจอดนิ่งติดไฟแดงนั้น ตัดเรื่องแอโรไดนามิคส์ไปได้เลย ในการจอดแบบติดเครื่องยนต์นั้น แน่นอนว่าอุณหภูมิเครื่องจะเพิ่มสูงขึ้นเรื่อยๆ จนกระทั่งพัดลมหม้อน้ำทำงาน โดยทิศทางของลมร้อนนั้น จะไหลไปทางด้านหลังของห้องเครื่อง (หลายคนเข้าใจว่า เครื่องยนต์จะระบายอากาศลงสู่ด้านล่างของห้องเครื่อง ซึ่งความจริงแล้วไม่ใช่อย่างนั้นนะครับ ปกติแล้ว อากาศร้อนจะมีมวลเบา และจะไหลขึ้นที่สูงเท่านั้น) ในจังหวะนี้ ถ้าหากว่า มีการปิดแผ่น UnderGuard ก็มีความเป็นไปได้ว่า...ความร้อนจากเครื่องยนต์จะแผ่ลงไปที่แผ่น UnderGuard และถ่ายเทความร้อนแบบใช้อะลูมิเนียมเป็นตัวกลาง แต่ส่วนตัวแล้ว ผมคิดว่าน่าจะช่วยระบายความร้อนได้ส่วนหนึ่งเท่านั้น

และที่ท่านผู้อ่านได้อ่านมาทั้งหมดนั้น ก็คือ...บทวิเคราะห์ของผมล้วนๆ ซึ่งสามารถสรุปคร่าวๆ ได้ดังนี้ ...แผ่นปิดใต้ห้องเครื่องสามารถช่วยลดอุณหภูมิได้ดีในการขับขี่ที่ความเร็วต่ำ และช่วยลดแรงต้านอากาศได้ในการขับขี่ที่ความเร็วสูง

แน่นอนว่า... ในตอนต่อๆ เราจะไปทดสอบและวัดอุณหภูมิในห้องเครื่อง เพื่อพิสูจน์กันว่า...ที่ว่าแผ่น UnderGuard ช่วยระบายความร้อนเครื่องยนต์นั้น จะสามารถลดอุณหภูมิได้มากแค่ไหน? และอีกทั้งเรื่องแอโรไดนามิคส์ที่ยังค้างคาใจ ในครั้งแต่ไป เราจะไปพิสูจน์กันแบบจะๆ ครับ โดยท่านผู้อ่านสามารถติดตามผลการทดสอบได้ที่ แฟนเพจ Joh’s Autolife เช่นเดิมครับ

สำหรับท่านผู้อ่านที่สนใจและต้องการสอบถามเกี่ยวกับผลิตภัณฑ์ของ UnderGuard สามารถติดต่อไปทาง แฟนเพจ UnderGuard โดยตรงเลยครับผม