เรียบเรียงโดย Joh BURUT

กลับมาพบกันอีกแล้วนะครับกับบทความชุดเรื่อง ‘รู้จักกับรถแข่ง F1’ ซึ่งตอนนี้ก็เป็นตอนที่ 2 แล้ว ...ด้วยสถานการณ์โรคระบาด COVID-19 ทำให้การแข่งขันถูกยกเลิกไปหลายเรซ เป็นผลให้ฤดูกาลแข่งขันของปี 2020 นี้ เพิ่งจะมาเริ่มห่ำหั่นกันในเดือนกรกฎาคมนี้เอง ในส่วนของบทความตอนที่ 2 นี้ ก็ทิ้งช่วงห่างจากบทความแรกไปนานมากๆ ครั้นผมจะอ้างว่าเป็นเพราะ COVID-19 เลยทำให้บทความออกมาช้า ก็ไม่จริงเสียทีเดียว ...เอาจริงๆ แล้ว เป็นเพราะผมเองยุ่งอยู่กับงานประจำ และยุ่งกับรถโปรเจคเสียมากกว่า ทำให้ช่วงนี้...ไม่ค่อยมีบทความใหม่มาตีพิมพ์ลงบนเว็ปไซต์ อย่างไรก็ตาม...หลังจากนี้ ผมจะพยายามจัดเวลา เพื่อหาข้อมูลและเรียบเรียงบทความใหม่ๆ มาให้ผู้อ่านทุกคนได้อ่านกันครับ เอาล่ะ...อย่าเสียเวลาพูดพร่ำทำแมวกันเลย ...เราไปเข้าสู่เนื้อหาของบทความนี้กันดีกว่าครับ

ถือเป็นประเด็นที่ได้รับความสนใจมากที่สุดในขณะนี้ สำหรับระบบบังคับเลี้ยวแสนกลที่เรียกว่า ‘DAS’ (Dual-axis Steering) ซึ่งถูกสร้างและพัฒนาจากมันสมองระดับกะทิ 100% ของวิศวกรแห่งค่ายดาวสามแฉก Mercedes-Benz และถูกนำมาใช้อย่างจริงจังในฤดูกาล 2020 ...โดยรถแข่งที่ได้ ‘เปิดซิง’ ระบบ DAS ก็คือรถแข่งรหัส W11 EQ Performance ที่มาพร้อมกับตัวถังสีดำเงาราวกับยานรบเอเลี่ยน สอดคล้องกับสโลแกนสมัยนิยม ‘BLACK LIVES MATTER’ ...แน่นอนว่า W11 ทั้งสองลำถูกคุมบังเหียนโดยแชมป์เก่าอย่าง ‘ลูอิส ฮามิลตัน’ และผู้กอง ‘วัลท์เทอรี บอททาส’ นั่นเองครับ

ระบบ DAS ถูกนำมาทดสอบอย่างเป็นทางการในการซ้อมครั้งแรกที่สนาม Circuit de Catalunya in Barcelona ที่ประเทศสเปนในเดือนกุมภาพันธ์ที่ผ่านมา ...และตั้งแต่บัดนั้นจนถึงวันนี้ วิศวกรของทีม Mercedes-Benz ซึ่งเป็นผู้ให้กำเนิดระบบ DAS ก็ยังไม่ปริปากถึงวัตถุประสงค์ที่แท้จริงของระบบนี้แต่อย่างใด ทำให้มีคำถามตามมามากมายว่า ...มันถูกกฎไหม? ...รวมไปถึงคำถามที่ว่า รถแข่ง W11 จะนำเอาระบบนี้มาติดตั้งและใช้แข่งขันอย่างเป็นทางการหรือเปล่า?

อย่างไรก็ตาม จากการวิเคราะห์ถึงหลักการทำงานของระบบ DAS แล้ว เราสามารถสรุปได้ว่า ระบบ DAS ออกแบบมาเพื่อที่จะปรับเปลี่ยนมุมล้อหน้า (มุมโท) ของรถแข่งได้แบบเรียล-ไทม์ ซึ่ง...ว่ากันว่า... จะทำให้รถแข่ง W11 สามารถทำความเร็วในทางตรงได้เพิ่มขึ้น อีกทั้งยังมีข้อได้เปรียบในเรื่องของการรักษาอุณหภูมิและอัตราการสึกหรอของยางอีกด้วย (Tire Management) ซึ่งความได้เปรียบเชิงกลของรถแข่ง W11 ถือว่าเป็นนวัตกรรมใหม่ในวงการฟอร์มูล่าวันก็ว่าได้ และแน่นอนว่า เทคโนโลยีดังกล่าวได้กลายเป็นกระแส และถูกวิพากษณ์วิจารณ์อย่างรวดเร็วเกี่ยวกับการละเมิดกติกาเชิงเทคนิค (Technical Regulations) ซึ่งถือว่าเป็นหัวข้อที่ละเอียดอ่อนและใช้เวลาในการไต่สวนพอสมควร (ผมได้สรุปกติกาเชิงเทคนิคที่เกี่ยวพันกับระบบ DAS รวมไปถึงข้อสรุปการตัดสินของ FIA ต่อระบบ DAS ของรถแข่ง W11 โดยท่านผู้อ่านสามารถอ่านได้ในช่วงท้ายของบทความครับ)

ระบบ DAS คืออะไร และมีหลักการทำงานอย่างไร?

โดยพื้นฐานแล้ว ระบบ DAS จัดเป็นส่วนหนึ่งของระบบบังคับเลี้ยว (Steering System) ที่เชื่อมต่อโดยตรงกับพวงมาลัย โดยที่ชิ้นส่วนทั้งหมดของระบบ DAS นั้น เป็นระบบเชิงกลที่ไม่มีระบบอิเล็คทรอนิคส์เข้ามาเกี่ยวข้อง และนักขับสามารถสั่งการทำงานของระบบ DAS โดยการผลัก-และ-ดึง พวงมาลัย (ถ้าใครนึกไม่ออกให้นึกถึงพวงมาลัยของเครื่องบินที่เรียกว่า ‘โย๊ค’ (Yoke) โดยปกตินักบินจะดึงพวงมาลัยเข้าหาตัวเพื่อเชิดหัวเครื่องบิน และทำการเทค-ออฟนั่นเองครับ การควบระบบ DAS ก็จะดึงพวงมาลัยคล้ายๆ กันครับ แต่ต่างกันที่รถแข่ง W11 นั้น ...ดึงพวงมาลัยแล้ว ไม่ได้ลอยขึ้นเหมือนเครื่องบิน แต่ว่าดึงแล้ว...เร็วขึ้นเหมือนจรวดเลยครับ 555 ผมล้อเล่นนะครับ) ระบบ DAS สามารถสั่งการได้ตลอดเวลา ...อย่างไรก็ตามเรา เราจะเห็นนักแข่งใช้ระบบนี้ในช่วงเข้าสู่ทางตรง-และ-สิ้นสุดทางตรงแต่เพียงเท่านั้นครับ

ระยะการดึงพวงมาลัยที่ใช้ในการเปิดระบบ DAS

เปรียบเทียบมุมล้อขณะที่มีการใช้งานระบบ DAS

วัตถุประสงค์หลักของระบบ DAS ก็คือการทำให้นักแข่งสามารถปรับเปลี่ยนมุนล้อ ที่เรียกว่า ‘มุมโท’ (Toe Angle) ได้อย่างอิสระ โดยหลักการก็คือว่า การดึงพวงมาลัยเข้า-ออกจากตัวนักแข่ง จะทำให้ระยะและองศาของคันชัก-คันส่ง (Tie Rod หรือ Track Rod) เปลี่ยนไป เป็นผลให้มุมล้อที่เรียกว่า ‘มุมโท’ เปลี่ยนไปด้วยเช่นกันครับ ซึ่งจะส่งผลทั้งในแง่ของสมรรถนะในการควบคุมบังคับ (Handling) , ความสามารถในสร้างแรงยึดเกาะของยาง (Grip Performance) รวมไปถึงการรักษาอุณหภูมิและอัตราการสึกหรอของยางหรือที่เรียกว่า ‘Tire Management’ อีกด้วย

รูปข้างบนอธิบายการเชิงต่อเชิงกลของระบบขับเลี้ยวแบบ DAS

ส่วนรูปข้างล่าง อธิบายความสัมพันธ์ของมุมโทที่เปลี่ยนแปลง เมื่อมีการใช้งานระบบ DAS

ความสัมพันธ์ของระบบ DAS และมุมโท

โดยปกติแล้ว มุมล้อของรถแข่ง ไม่ว่าจะเป็นมุมแคมเบอร์, คาสเตอร์ รวมไปถึงมุมโท จะถูกเซ็ทอัพตั้งแต่ก่อนลงสนาม และไม่สามารถเปลี่ยนแปลงได้ระหว่างที่รถอยู่บนแทร็ค หมายความว่า... ก่อนการแข่งขัน เซ็ทมุมล้อเป็นแบบไหน ...ก็ต้องขับแบบนั้นไปจนกว่าจะเข้าพิทหรือจบการแข่งขัน ...แต่สำหรับระบบ DAS นั้น เป็นระบบที่ทำให้นักแข่งสามารถปรับมุมล้อได้ระหว่างการแข่งขัน โดยจะสามารถปรับได้เฉพาะ ‘มุมโท’ เท่านั้นครับ

ก่อนที่เราจะไปวิเคราะห์กันว่า...เมื่อสามารถปรับเปลี่ยนมุมโทได้อย่างอิสระแล้ว... จะส่งผลให้รถทำความเร็วเพิ่มขึ้นได้อย่างไรนั้น ...สำหรับคนที่ยังสงสัยว่ามุมโทมีความสำคัญอย่างไรกับรถแข่ง และมีความสำคัญมากน้อยแค่ไหน? ผมอยากให้เข้าไปศึกษานิยามและผลกระทบของการปรับตั้งมุมโท ในบทความเรื่อง พื้นฐานการเซ็ทอัพช่วงล่าง (ตอนที่ 1) – ว่าด้วยเรื่องมุมล้อ เข้าไปอ่านสักนิดนึงก่อนนะครับ เพื่อที่จะง่ายต่อการทำความเข้าใจเนื้อหาในส่วนถัดไป

สำหรับรถแข่งฟอร์มูล่าวันนั้น โดยปกติแล้ว จะมีการเซ็ทอัพมุมล้อหน้าให้เป็นแบบ ‘โท-เอาท์’ (Toe-out) ซึ่งจะช่วยให้รถแข่งสามารถเปลี่ยนทิศทางได้เร็วขึ้น เป็นผลให้สามารถเข้าโค้งได้ดีขึ้นนั่นเองครับ อย่างไรก็ตาม ถึงแม้การเซ็ทอัพล้อหน้าให้เป็นแบบโท-เอาท์จะทำให้เข้าโค้งได้ดีขึ้น แต่มันก็มีข้อเสียอย่างเลี่ยงไม่ได้ นั่นก็คือว่า การเซ็ทอัพแบบโท-เอาท์ จะทำให้หน้ายางร้อนไม่เท่ากัน (การเซ็ทอัพแบบโทอิน ก็จะทำให้หน้ายางร้อนไม่เท่ากันเช่นเดียวกัน) ซึ่งถ้าจะให้หน้ายางร้อนอย่างทั่วถึงนั้น เราต้องเซ็ทแบบมุมโทเท่ากับ ‘ศูนย์’ หรือเรียกว่า ‘Zero Toe’ (ซีโร โท) นั่นเองครับ

การเซ็ทมุมล้อหน้าแบบโท-เอาท์ จะทำให้ยางฝั่งในร้อนกว่าฝั่งนอก

หลายๆ ท่านอาจจะเกิดคำถามว่า...เมื่อหน้ายางร้อนไม่เท่ากันแล้ว จะส่งผลเสียอย่างไร? คำตอบก็คือว่า...จะส่งให้ยางไม่สามารถสร้างแรงยึดเกาะ (Grip) ได้อย่างสูดสุด โดยแรงยึดเกาะที่ว่านี้ จะสามารถสร้างได้สูงสุดก็ต่อเมื่อหน้ายางร้อนเท่ากันทั่วทั้งพื้นที่สัมผัส และต้องร้อนถึงอุณหภูมิที่กำหนดไว้อีกด้วย (ถ้าเย็นกว่านี้ก็จะสร้างแรงยึดเกาะได้น้อย ซึ่งเราจะเรียกว่า ‘Cold Tire’ ...ถ้าร้อนกว่านี้ ก็จะสร้างแรงยึดเกาะได้น้อยได้เช่นกัน ซึ่งเราจะเรียกว่า ‘Tire Overheated’) ...เพราะฉะนั้น อุณหภูมิของหน้ายางจึงเป็นหนึ่งในปัจจัยสำคัญที่สุดที่จะทำให้รถแข่งสร้างแรงยึดเกาะได้สูง เข้าโค้งได้เร็วและทำเวลาต่อรอบได้ไว

นอกจากนั้นแล้ว การเซ็ทอัพล้อหน้าแบบโท-เอาท์แบบเยอะเกินไป (รวมไปถึงแบบโท-อินที่เยอะเกินไปด้วย) ยังทำให้ล้อหน้าเกิดแรงเสียดทานโดยไม่จำเป็น ซึ่งมีผลเสียทำให้รถแข่งทำความเร็วสูงสุดได้น้อยลงอีกด้วยครับ

สรุปข้อได้เปรียบของระบบ DAS

เอาล่ะครับหลังจากที่ได้เข้าใจแจ่มแจ้งเกี่ยวกับผมกระทบที่เกิดจาก ‘มุมโท’ เป็นที่เรียบร้อยแล้ว เราจะมาวิเคราะห์และสรุปกันว่า ระบบ DAS ช่วยให้รถแข่งเอเลี่ยนสีดำเมี่ยมเร็วขึ้นได้อย่างไร?

1. DAS ช่วยทำให้หน้ายางร้อนอย่างทั่วถึง เป็นผลให้ยางสร้างแรงยึดเกาะได้เพิ่มขึ้น

อย่างที่ได้เกริ่นไปแล้วว่า โดยปกติแล้ว รถแข่ง F1 จะเซ็ทมุมโทของล้อเป็นแบบโท-เอาท์ (โดยปกติแล้วจะอยู่ที่ 1.5-3.0 องศา ขึ้นอยู่กับสนามและสไตล์นักขับ) การเซ็ทอัพแบบนี้จะทำให้ผิวยางหน้าร้อนอย่างไม่ทั่วถึง โดยเฉพาะอย่างยิ่งในระหว่างการวิ่งทางตรงยาวๆ จะทำให้ยางด้านในร้อนกว่ายางด้านนอก เป็นผลให้มาสามารถสร้างแรงยึดเกาะได้อย่างเต็มประสิทธิภาพ

เมื่อนักแข่งดึงพวงมาลัยเข้าหาตัวเพื่อใช้งานระบบ DAS จะทำให้ล้อหน้าหุบเข้าหากัน จากมุมโท-เอาท์ จะกลายมาเป็นโท-อินแบบนิดๆ ซึ่งการทำเช่นนี้ จะทำให้ความร้อนถูกไล่จาก ‘หน้ายางฝั่งใน’ ไปยัง ‘หน้ายางฝั่งนอก’ เป็นผลให้อุณหภูมิทั่วทั้งหน้ายางมีค่าใกล้เคียงกัน และเป็นส่งผลให้ยางสามารถสร้างแรงยึดเกาะได้สูงสุดนั่นเองครับ โดยเราจะเห็นได้อย่างชัดเจนว่า ในช่วงทางตรงนั้น นักแข่งจะเปิดระบบ DAS เพื่อ ‘เกลี่ย’ อุณหภูมิของหน้ายาง เพื่อที่จะได้เข้าโค้งถัดไปด้วยกริปสูงสุดนั่นเอง

ช็อตนี้-ที่เจ็บปวด

2. DAS ช่วยให้เพิ่มความเร็วสูงสุด

การเซ็ทอัพหล้อหน้าแบบโท-เอาท์ที่มีองศามาเกินควร จะทำให้รถแข่งทรมานกับ ‘แรงลาก’ (Drag due to friction) ซึ่งเกิดจากการที่ยางไม่ได้หมุนไปในแนวเดียวกันกับการเคลื่อนที่ เป็นผลให้รถทำความเร็วสูงสุดได้น้อยลง ซึ่งมีผลเสียอย่างมากกับสนามที่มีทางตรงยาวๆ ที่ต้องอาศัยม้าทุกตัวจากเครื่องยนต์เพื่อทำความเร็วสูงสุดและสร้างความได้เปรียบในช่วงทางตรงให้มากที่สุด

ในช่วงเข้าสู่ทางตรงยาวนั้น เราจะเห็นนักแข่งทั้งสองคนจากทีมต่างดาวที่ดึงพวงมาลัยเข้าหาตัวแบบไม่ลังเล ซึ่งในจังหวะนี้ มุมโท-เอาท์จะหลายมาเป็นมุมโท-อิน (หรือไม่ก็โทเป็นศูนย์) ซึ่งจะช่วยลด ‘แรงลาก’ เป็นผลให้รถแข่งสามารถทำความเร็วสูงสุดได้เพิ่มขึ้นนั่นเองครับ

และนี่ก็คือข้อได้เปรียบของระบบ DAS ซึ่งเอาจริงๆ แล้ว นักวิเคราะห์เชิงเทคนิคหลายๆ คนได้วิเคราะห์ว่า DAS มีไว้เพื่อทำให้ยางหน้าร้อนอย่างทั่วถึง (ข้อได้เปรียบข้อที่ 1) และทำให้สามารถสร้างแรงยึดเกาะได้เพิ่มขึ้น ซึ่ง ‘กริปสูงสุด’ ที่เกิดขึ้นจาก DAS นั้น มีความสำคัญอย่างมากในการวิ่งแบบ ‘Attack Mode’ ซึ่งหมายถึงการวิ่งทำเวลาในรอบควอลิฟาย รวมไปถึงการเข้าสู่โหมด ‘ไล่ล่า’ เพื่อหาจังหวะแซงในสถาณการณ์ที่จำเป็นอีกด้วย ...ส่วนในเรื่องของการลดแรงเสียดทานเพื่อช่วยเพิ่มความเร็วสูงสุดนั้น (ข้อได้เปรียบข้อที่ 2) ถือเป็นผลพลอยได้เสียมากกว่า

ระบบ DAS จัดว่าเป็นระบบที่ละเมิดกติกาเชิงเทคนิคหรือไม่?

ทีม RED BULL ได้ทำการประท้วงต่อสจ๊วต (the stewards) เกี่ยวกับระบบ DAS ของทีม Mercedes-Benz โดยอ้างว่า ทีมต่างดาวได้ละเมิดกติกาเชิงเทคนิคในหัวข้อ 10.2.3 ซึ่งระบุไว้ว่า “ห้ามให้มีการปรับเซ็ทระบบช่วงล่าง ขณะที่รถแข่งกำลังวิ่งอยู่” นอกจากนั้นยังได้มีการอ้างอิงถึงการละเมิดในหัวข้อ 3.8 ซึ่งเกียวข้องกับการปรับเปลี่ยนแอโรไดนามิคส์ของตัวรถขณะทำการแข่งขัน ซึ่งถือเป็นเรื่องต้องห้าม (ระบบ DAS มีผลต่อแอโนไดนามิคส์นิดหน่อย ซึ่งผมจะขอไม่กล่าวถึงในบทความนี้นะครับ)

หลังจากสจ๊วตได้ทำการเรียกตัวแทนของแต่ละทีมเข้าพบเพื่อหาข้อเท็จจริง สุดท้ายก็ได้ตัดสินว่า ระบบ DAS ของทีมค่ายดาวสามแฉกนั้น ถือว่าเป็นระบบที่ ‘ไม่ละเมิด’ กติกาเชิงเทคนิค ...โดยให้เหตุผลว่าระบบ DAS ถูกพิจารณาว่าเป็นส่วนหนึ่งของระบบขับเลี้ยว (Steering System) ซึ่งถือเป็นคนละส่วนกับระบบช่วงล่าง (Suspension System) ดังนั้น จึงถือว่าระบบ DAS ยังคงสอดคล้องกับกติกาเชิงเทคนิคและไม่มีการ ‘แบน’ ระบบขับเลี้ยวแสนกลของทีมเอเลี่ยนแต่อย่างใด ...และเป็นผลให้การประท้วงของทีม RED BULL ถูก ‘ปัดตก’ ไปแบบ... ‘กระทิงยังงง’

อย่างไรก็ตาม ระบบ DAS จะถูกอนุญาตให้ใช้งานได้ในการแข่งขันฤดูกาล 2020 เท่านั้น ...หลังจากนั้น จะมีการปรับปรุงกติกาเชิงเทคนิคเพื่อลดช่องโหว่ในส่วนของระบบขับเลี้ยว เป็นผลให้ระบบ DAS จะถูกแบนและไม่สามารถนำมาใช้กับรถแข่งในฤดูกาลหน้าได้อีกต่อไป...

Sources;

https://www.formula1.com/

https://the-race.com/