Joh's - รถขับหน้า + วิงหลัง = เร็วขึ้นหรือช้าลง

เรียบเรียงโดย Joh Burut

สปอยเลอร์, วิงหลัง, ปีกหลัง, หางหลัง หรือจะเรียกมันว่าอะไรก็ตาม แต่ในบทความนี้ผมขอเรียกสั้นๆว่า วิง ก็แล้วกันนะครับ วิง เป็นแอโรพาร์ทสำหรับรถยนต์ ประโยชน์จริงๆของมันก็คือการสร้างแรงกด หรือที่เรียกว่า ดาวน์ฟอร์ซ(Downforce) แรงกดนี้จะกดท้ายรถให้ติดอยู่กับพื้นถนน ซึ่งเป็นการเพิ่มการยึดเกาะให้กับยางคู่หลัง การเพิ่มแรงยึดเกาะจะทำให้รถสามารถเข้าโค้งได้เร็วขึ้น เป็นผลให้สามารถทำเวลาต่อรอบได้ดีขึ้นนั่นเอง

เพราะฉะนั้นในบทความนี้ รถขับหน้า ที่ผมจะเอามาวิเคราะห์จะหมายถึงรถแข่งประเภทเซอร์กิตหรือที่เรียกว่า รถสนาม เป็นหลัก เนื่องจากรถพวกนี้ต้องใช้ดาวน์ฟอร์ซในการเข้าโค้ง แอโรพาร์ทจึงมีความสำคัญไม่น้อยไปกว่าเครื่องยนต์และช่วงล่าง และแน่นอนว่าแอโรพาร์ทที่ผมกำลังหมายถึงก็คือ วิงหลัง นั่นเอง

ถ้าหากผมถามว่า ดาวน์ฟอร์ซ ทำให้รถเข้าโค้งได้เร็วขึ้นใช่ไหม ผมเชื่อว่าท่านผู้อ่านทุกคนก็จะตอบว่า ใช่ แต่เชื่อไหมว่า...คำตอบของคำถามนี้คือคำว่า ไม่เสมอไป

ดาวน์ฟอร์ซ ทำให้รถเข้าโค้งได้เร็วขึ้น

คำตอบ : ไม่เสมอไป

อ้าวว..ไหงเป็นงั้น

นั่นก็เพราะว่า นอกจาก ปริมาณ ของดาวน์ฟอร์ซที่สร้างได้แล้ว เราต้องพิจารณาถึง ตำแหน่ง ที่เกิดดาวน์ฟอร์ซด้วย สมมติว่าผมเอาวิงไปติดบน รถขับหลัง แน่นอนว่าแรงกดที่เกิดขึ้นจะไปเพิ่ม แทร็คชั่น (Traction = แรงยึดเกาะ)ให้กับล้อหลัง ซึ่งเป็นล้อขับเคลื่อน ถ้าเป็นแบบนี้ก็แน่นอนว่า รถขับหลังของผมต้องเข้าโค้งได้เร็วกว่าเดิมแน่นอน แต่ในทางกลับกัน ถ้าหากผมเอาวิงไปติดบน รถขับหน้า ล่ะ จะเกิดอะไรขึ้น แรงกดที่เกิดจากวิงจะไปเพิ่มแทร็คชั่นให้กับล้อหลัง ซึ่ง ไม่ใช้ล้อขับเคลื่อน แล้วมันจะทำให้รถวิ่งได้ช้าลงไหม หรือว่าเร็วขึ้น หรือว่ายังไงกันแน่! เอาล่ะสิทีนี้...

ก่อนที่จะไปวิเคราะห์เจาะลึกหลักการของวิงหลัง...

ผมว่า...เรามาศึกษาพฤติกรรมของรถขับหน้ากันก่อนดีกว่า

สำหรับรถขับเคลื่อนล้อหน้าแล้ว ล้อคู่หน้าจะทำหน้าที่บังคับการเคลื่อนที่ของรถทั้งหมด ไม่ว่าจะเป็นตอนเร่งออกตัว ตอนเบรก รวมไปถึงตอนเลี้ยวด้วย เพราะฉะนั้นภาระทั้งหมดจะตกอยู่ที่ยางคู่หน้าเป็นหลัก มันจึงไม่ใช่เรื่องแปลกที่ยางคู่หน้าจะสึกหรอเร็วกว่ายางคู่หลังอย่างน่าประหลาดใจ

อย่างที่ได้กล่าวไปแล้วว่า ล้อคู่หน้าจะทำให้ที่เป็นเหมือนหางเสือในการบังคับรถ เพราะฉะนั้นสมรรถนะในการควบคุมรถจึงขึ้นอยู่กับ แทร็คชั่น(Traction = การยึดเกาะ)ของยางคู่หน้าเป็นสำคัญ โดยเฉพาะรถแข่งประเภทเซอร์กิตที่ต้องเร่ง ต้องเบรก ต้องเลี้ยวแบบชนิดที่ว่ายางร้องลั่นสนาม แทร็คชั่นของยางจึงเป็นอะไรสำคัญมากๆสำหรับรถแข่งเซอร์กิต

เพราะฉะนั้น พระเอกของบทความนี้ก็คือคำว่า แทร็คชั่น หรือที่เรียกว่า กริป(Grip) นั่นเอง

แล้ว กริป มันมาเกี่ยวอะไรกับ วิง

ถ้าพูดถึงกริปแล้ว เราสามารถแบ่งออกเป็น 2 อย่าง ได้แก่ แมคคานิคคอลกริปและแอโรไดนามิคส์กริป (Mechanical Grip and Aerodynamics Grip)

Grip = Mechanical Grip + Aero Grip

กริป = แมคคานิคอลกริป + แอโรกริป

แมคคานิคคอลกริป คือ กริปที่เป็นผลมาจากการเซ็ทอัพช่วงล่าง บวกกับแทร็คชั่นของยาง ส่วนแอโรไดนามิคส์กริป หรือเรียกสั้นๆว่า แอโรกริป หมายถึง กริปที่ถูกสร้างขึ้นมาจาก ดาวน์ฟอร์ซ ซึ่งถูกสร้างขึ้นมาจากแอโรพาร์ทอีกทีหนึ่ง

เพราะฉะนั้น เราสามารถเพิ่มแมคคานิคอลกริปได้โดย การเปลี่ยนยางไปใช้ยางซอฟ หรือยางสลิค และเราสามารถเพิ่มแอโรกริปได้โดย การใส่แอโรพาร์ท อย่างเช่น คานาร์ด ดิฟฟิวเซอร์ หรือวิงหลัง ยิ่งรถแข่งมีกริปมากเท่าไหร่ ก็จะยิ่งเข้าโค้งได้เร็วขึ้นเท่านั้น เพราะฉะนั้น กริป นี่แหละ จะเป็นตัวกำหนดว่ารถคันนั้นจะสามารถเข้าโค้งได้เร็วแค่ไหน

แมคคานิคคอลกริป จะมีประโยชน์สำหรับการแข่งขันที่ใช้ความเร็วต่ำๆ ยกตัวอย่างเช่น การแข่งขัน ยิมคาน่า เป็นต้น ส่วนการแอโรกริป จะมีประโยชน์มากๆสำหรับรถแข่งประเภทเซอร์กิตและไทม์แอทแทค เพราะว่ารถแข่งพวกนี้ต้องใช้แรงกดเพื่อกดให้รถติดอยู่กับแทร็คในขณะที่เข้าโค้งด้วยความเร็วสูง อย่างไรก็ตาม ในบทความนี้เราจะโฟกัสไปที่ แอโรกริป ที่เกิดขึ้นจากวิงหลังเท่านั้น

ย้อนกลับมาที่คำถามของเราอีกครั้ง การที่เราเอาวิงมาติดบนรถขับหน้านั้น เป็นการเพิ่มแอโรกริปให้กับรถโดยตรง ซึ่งโดยทฤษฎีแล้ว มันต้องทำให้รถเข้าโค้งได้เร็วขึ้นสิ แต่...แต่นะ...แต่สำหรับรถขับหน้าแล้ว มันมีอะไรที่ซับซ้อนกว่านั้น...

...และแล้วความจริงก็ปรากฎ!

จากรูปข้างบนนี้น่าจะเป็นคำตอบได้อย่างชัดเจน ดาวน์ฟอร์ซที่ถูกสร้างจากวิงหลังจะกดลงที่ส่วนท้ายของรถ โดยมีจุดหมุนคือล้อหลัง แรงกดนี้จะทำให้ล้อหน้าลอยขึ้นมา ซึ่งจะทำให้กริปของยางคู่หน้าลดลงอย่างมาก ซึ่งมันเป็นอะไรที่ตรงข้ามกับความต้องการของเราโดยสิ้นเชิง...

พอกริปหาย ก็ฉิบหาย สิครับทีนี้

เพราะฉะนั้น การใส่วิงหลังให้กับรถขับหน้า ซึ่งตอนแรกนั้นเราตั้งใจที่จะเพิ่มแอโรกริป แต่กลับกลายเป็นว่า วิงหลังทำให้ กริปลดลง ซึ่งเป็นผลมาจากอาการ หน้าลอย(Front-lift) เอาแล้วไง...พอ กริปหาย ก็ ฉิบหาย สิครับทีนี้ เข้าโค้งไฮสปีดเมื่อไหร่ ก็เตรียมตัวอันเดอร์สเตียร์(Under-steer)ได้เลย เมื่อรถเกิดอาการเลี้ยวไม่เข้าหรือที่เรียกว่าอันเดอร์สเตียร์ นักแข่งก็ต้องลดความเร็วลงมา เพื่อที่จะให้รถสามารถ เลี้ยวได้(Turn-in) เพราะฉะนั้นความเร็วในการเข้าโค้งจึง ช้าลง อย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ โอ้วว...นี่มัน หายนะ ชัดๆ!!

ดังนั้น คำถามที่ว่า รถขับหน้า + วิงหลัง = เร็วขึ้นหรือช้าลง คำตอบก็คือ วิ่งได้ช้าลง ครับผม

งั้นสรุปว่า...รถขับหน้าไม่ควรใส่วิงหลัง

จริงๆแล้ว จะพูดว่า ไม่ควรใส่ มันก็ไม่ถูกต้องเสียทั้งหมด ที่ผมพูดแบบนี้ก็เพราะว่า...อย่าลืมนะว่า ปัญหามันไม่ได้เกิดจาก วิง แต่ปัญหามันอยู่ที่ อาการหน้าลอย ซึ่งมีวิธีแก้ไขอยู่หลายวิธีด้วยกัน แต่วิธีที่ง่ายที่สุดก็คือ การบาลานซ์ดาวน์ฟอร์ซ นั่นก็คือการสร้างสมดุลระหว่างแรงกดหน้า-หลังนั่นเอง เพราะว่าการใส่วิงคือการสร้างแรงกดด้านหลัง เพราะฉะนั้นเราควรติดตั้งแอโรพาร์ทเพื่อสร้างแรงกดที่ด้านหน้าด้วย ยกตัวอย่างเช่น การติดตั้งคานาร์ด ลิ้นหน้า หรือแม้แต่แอร์แดม(Air dam) ซึ่งแอโรพาร์ทเหล่านี้ล้วนแล้วแต่เป็นแอโรพาร์ทที่สร้างแรงกดให้กับหน้ารถ เพื่อบาลานซ์แรงกดด้านหลังที่เกิดจากวิงหลังนั่นเอง

อย่างไรก็ตาม เท่าที่ผมเคยสังเกต ก็มีรถแข่งหลายคันที่ใส่วิงหลังแต่ไม่ได้ใส่แอโรพาร์ทด้านหน้าเลยสักชิ้น แล้วเค้าทำยังไงเพื่อไม่ให้เสียกริปที่ด้านหน้า คำตอบนั้นอยู่ตรงที่คำว่า การกระจายน้ำหนัก โดยปกติแล้ว รถขับหน้าจะมีกระจายน้ำหนักที่ หนักหน้า อยู่แล้ว พูดง่ายๆก็คือน้ำหนักของรถจะถ่ายทอดลงมาที่ล้อหน้ามากกว่าล้อหลังอยู่เกือบเท่าตัว ยกตัวอย่างเช่น รถแข่ง WTCC Chevrolet CRUZE คันนี้ มีการกระจายน้ำหนักระหว่างหน้า-หลังอยู่ที่ 60-40 ถ้าไม่มีการบาลานซ์แรงกดทางด้านหลังแล้ว มันจะอันเดอร์สเตียร์แบบกู่ไม่กลับเลย เพราะฉะนั้น ถึงแม้การติดวิงหลังจะทำให้เสียกริปที่ล้อหน้า แต่เราก็ได้กริปล้อหลังมาไม่น้อยเลย ซึ่งจะช่วยลดอาการอันเดอร์สเตียร์ เป็นผลทำให้รถสามารถเข้าโค้งได้อย่างเสถียรนั่นเอง

สรุปได้ว่า สำหรับรถขับหน้า ถ้าอยากจะใส่วิงหลัง ก็ควรใส่แอโรพาร์ทด้านหน้าเพื่อป้องกันอาการ หน้าลอย(Front-lift) ไว้ด้วยจะดีกว่านะครับ และนอกจากนั้นแล้ว ถึงแม้ว่าแรงกดจากวิงหลังจะช่วยลดอาการอันเดอร์สเตียร์ได้ แต่เราก็ยังคงต้องปรับจูนช่วงล่างอย่างละเอียดเพื่อเพิ่ม แมคนิคอลกริป ให้สัมพันธ์กับ แอโรกริป ที่เราเพิ่มเข้าไปด้วย

รถแข่งที่ดี ไม่ใช่รถที่มีเครื่องยนต์ที่แรง หรือว่ารถที่มีช่วงล่างเทพ หรือว่ารถที่มีแอโรพาร์ทที่สร้างแรงกดได้มากมาย รถแข่งที่ดีคือรถที่สามารถบาลานซ์ระหว่างกำลังของเครื่องยนต์และแรงยึดเกาะได้อย่างสมดุล(Balancing Power and Traction) ซึ่งต้องอาศัยการคำนวณ การทดสอบและการปรับจูน เพราะฉะนั้น สำหรับผมแล้ว การสร้าง รถแข่งหนึ่งคัน ก็เหมือนกับการสร้าง งานศิลปะหนึ่งชิ้น นั่นเอง...