Swan-neck Wing : เจาะลึก "วิงคอหงส์"

​

ถ้าใครเป็นแฟนพันธุ์แท้กีฬามอเตอร์สปอร์ต คงจะได้เห็นถึงการพัฒนาอย่างก้าวกระโดดของวงการรถแข่งทางเรียบ โดยเฉพาะ 4-5 ปีที่ผ่านมานี้ รถแข่งในซีรีส์ดังๆ อย่างเช่น SuperGT, DTM, Le Mans Series รถแข่งพวกนี้ เร็วขึ้นและเร็วขึ้น...ปีแล้วปีเล่า พวกมันทำลายสถิติของตัวเองราวกับว่ามันเป็นเรื่องที่สุดแสนจะง่ายดาย...

bimmerfest.com​

เพื่อที่จะก้าวขึ้นมาเป็น "จ่าฝูง" ทีมแข่งจะต้องดิ้นรนเพื่อหาวิธีที่จะพัฒนารถของตนเองให้วิ่งได้เร็วขึ้น แรงขึ้น และอึดขึ้น เครื่องยนต์อันชาญฉลาด ช่วงล่างอัจฉริยะ ต่างก็ถูกพัฒนาจนถึงขีดสุด ถึงกระนั้นก็ยังไม่เพียงพอที่จะทำให้เข้าใกล้คำว่า "ชัยชนะ" แต่อย่างใด...

รถแข่งที่มีแอโรดี ถือว่ามีชัยไปกว่าครึ่งแล้ว...​

และแล้ว...ก็มาถึงยุดของ "แอโรไดนามิคส์" อากาศพลศาสตร์ได้เข้ามามีบทบาทอย่างมากในวงการรถแข่ง ในปัจจุบันนี้ รถแข่งที่มีแอโรดี ถือว่ามีชัยไปกว่าครึ่งแล้ว โดยเฉพาะสุดยอดรถแข่งทางเรียบอย่าง "ฟอร์มูล่าวัน" (Formula1) ซึ่งเพียงแค่คำว่า "อากาศพลศาสตร์" เพียงคำเดียว ก็สามารถตัดสินได้แล้วว่าใครจะแพ้ ใครจะชนะ

roadandtrack.com​

แอโรพาร์ทของรถแข่ง จึงมีความสำคัญไม่แพ้เครื่องยนต์และช่วงล่าง แอโรพาร์ทที่ถูกติดตั้งรอบคันนั้น ถึงแม้ว่าแต่ละชิ้นมีหน้าที่ต่างกัน แต่แอโรพาร์ทเหล่านี้ต้องทำงานอย่างสัมพันธ์กันเพื่อจัดเรียงกระแสอากาศให้ไหลผ่าน "รถทั้งคัน" อย่างเป็นธรรมชาติ

และแน่นอนว่า ในบทความนี้ เราจะมาเจาะลึกถึงแอโรพาร์ทที่เป็นหัวใจของรถแข่ง นั่นก็คือ "วิง" (Wing) หรือ "สปอยเลอร์" (Spoiler) นั่นเอง

​

หลายคนถามผมว่า ทำไมวิงของรถแข่งสมัยนี้ มันดูแปลกตายังไงชอบกล?

มันแปลกยังไง? ...มันแปลกตรงที่ว่า "วิง" ถูกยึดจาก "ด้านบน" (Upper-mounting) ซึ่งมันเป็นอะไรที่เราไม่คุ้นตาเลยแม้แต่น้อย บางคนก็บอกว่ามันดู "ล้ำมาก" บางคนก็บอกว่ามันดู "เท่ห์มาก" ความจริงก็คือว่า มันไม่ได้มีวัตถุประสงค์เพียงเพื่อ "ความสวยงาม" แต่อย่างใด หากแต่มันเป็นเหตุผลทางด้านวิศวกรรมล้วนๆ

scunleashed.com​

โดยปกติแล้ว "วิง" ที่เราเคยเห็นโดยทั่วไปจะถูกยึดจาก "ด้านล่าง" (Lower-mounting) แล้วจะถ่ายทอด "แรงกด" (Downforce) ผ่าน "ขายึดของวิง" (Wing-supporters) ลงสู่บริเวณด้านท้ายของตัวรถ แต่ "วิงแบบใหม่" นี้ ถูกยึดจาก "ด้านบน" (Upper-mounting) เพราะฉะนั้น "ขายึดวิง" จึงถูกออกแบบให้โค้งงอเพื่อ "อ้อม" ไปยึดที่พื้นผิว "ด้านบนของวิง" (Upper surface)

speedhunters.com​

"วิงแบบใหม่" นี้ ถูกเรียกว่า "Swan-neck Wing" แปลเป็นไทยได้ว่า "วิงคอหงส์" นั่นก็เพราะว่ารูปทรงของ "ขายึดวิง" ที่ทำมุมโค้งเกือบจะ 180 องศา ดูเผินๆ แล้วก็เหมือน "คอของหงส์" (Swan-neck) มันจึงถูกเรียกว่า "วิงคอหงส์" ไปโดยปริยาย

...แล้ว "วิงคอหงส์" มันมีดียังไง?

โดยปกติแล้ว เพื่อที่จะไม่ให้เกิดการได้เปรียบเสียเปรียบกันมากจนเกินไป รถแข่งทุกคันจะถูกกำหนดให้ใส่แอโรพาร์ทที่มีลักษณะ "ใกล้เคียงกันมากที่สุด" ไม่ว่าจะเป็น ลิ้นหน้า (Splitter), กาบข้าง(Side skirt), ดิฟฟิวเซอร์(Diffuser) โดยเฉพาะอย่างยิ่ง แอโรพาร์ทที่ถือได้ว่าเป็น "พระเอก" ของเราในครั้งนี้ นั่นก็คือ "วิง" (Wing) หรือ "หางหลัง" นั่นเอง ซึ่งเค้ามีกฎไว้ว่า รถแข่งทุกคันจะต้องใช้วิงที่มี "ขนาด" เท่ากัน

autoevolution.com​

เมื่อเป็นเช่นนี้แล้ว วิศกรของทีมแข่งจึงต้องคิดต่อไปว่า มันจะมีวิธีไหนบ้างหนอ...ที่จะทำให้วิงสามารถสร้าง "แรงกด" ได้มากขึ้นโดยที่ยังมีขนาดเท่าเดิม และด้วยคำถามนี้เอง วิงแบบคอหงส์จึงได้ถือกำเนิดขึ้น

และแล้ว..."วิง" แบบเดิมที่เราๆ เคยรู้จัก ก็ถึงคราวอวสาน วิงแบบคอหงส์ได้เปลี่ยนจุดยึดจาก "ด้านล่าง" (Lower) มาเป็น "ด้านบน" (Upper) ซึ่งจะทำให้วิงสร้างแรงกดได้มากขึ้น ในขณะที่ "วิง" ยังมีขนาดเท่าเดิม

แค่เปลี่ยนจุดยึด ก็ได้แรงกดมากขึ้น? มันง่ายขนาดนั้นเลยเหรอ?

ใช่แล้ว...มันง่ายขนาดนั้นน่ะแหละ

f30.bimmerpost.com​

โอเค...สรุปว่า เหตุผลที่รถแข่งในปัจจุบันเปลี่ยนมาใช้วิงแบบ "คอหงส์" นั่นก็เพราะว่ามันสร้าง "แรงกด" ได้มากกว่า แต่คำถามต่อไปก็คือว่า...ทำไม "วิงคอหงส์" ถึงสร้างแรงกดได้มากกว่า? มันใช้ทฤษฎีไหน? ใช้หลักการอะไร?

หลักการของ "วิงคอหงส์" นั้น ก็เหมือนกับหลักการของ "วิงแบบปกติ" ทุกประการ เพียงแต่ว่า "วิงคอหงส์" นั้น สามารถลด "จุดด้อย" ของวิงแบบปกติ ทำให้มันมีประสิทธิภาพเหนือกว่าอย่างเห็นได้ชัด

ถ้าจะพูดถึงหลักอากาศพลศาสตร์ของ "วิง" แล้วล่ะก็ คงหนีไม่พ้นคำว่า "Wing Surface" หรือ "พื้นที่ของวิง" โดยปกติแล้ว พื้นที่ของวิงจะแบ่งเป็นสองส่วน คือ พื้นผิวด้านบน (Pressure Surface) และด้านล่าง (Suction Surface) หลักการก็คือว่า อากาศที่ไหลใต้ปีก (Suction Surface) จะมีความเร็วมากกว่าที่ไหลบนปีก (Pressure Surface)

(วิงแบบปกติ)


(วิงคอหงส์)​

การยึดปีกจากด้านล่างนั้น จะรบกวนการไหลของอากาศที่ใต้ปีก ซึ่งเป็นอากาศที่ไหลด้วย "ความเร็วสูง" ซึ่งถ้าจะให้ดี เราต้องยึดปีกจากด้านบน ซึ่งเป็นบริเวณที่มีอากาศไหลด้วย "ความเร็วต่ำกว่า"

ถ้าจะพูดให้ง่ายๆ ก็คือว่า "พื้นที่ใต้ปีก" (Lower surface) เป็นบริเวณที่อากาศไหลด้วยความเร็วสูงมากๆ เราจึงไม่ควรเอาอะไรไปขวางทางมัน เพราะฉะนั้น วิธีการแก้ปัญหาก็คือ เราต้องยึดปีกจากด้านบน ซึ่งจะรบกวนต่อการไหลอากาศ "น้อยกว่า" เป็นผลให้สามารถสร้าง "แรงกด" ได้มากกว่านั่นเอง

wrenchstudios.co.uk

"เหรียญ" มีสองด้านฉันใด... "วิงคอหงส์" ก็มีข้อเสียฉันนั้น​

อย่างไรก็ตาม ถึงแม้ว่าวิงแบบคอหงส์จะสามารถสร้าง "แรงกด" ได้มากกว่า แต่ก็ต้องแลกมากับ "แรงต้านอากาศ" ที่มากกว่าเหมือนเช่นเคย แต่ถึงอย่างนั้นก็เถอะ ถ้าเทียบสัดส่วนแล้ว "แรงต้าน" ที่เกิดขึ้นถือว่าน้อยมากเมื่อเทียบกับ "แรงกด" ที่เพิ่มขึ้นมา

"แรงกด" เป็นเรื่องหลัก... ส่วน "แรงต้าน" เป็นเรื่องรอง​

โดยธรรมชาติของรถแข่งทางเรียบแล้ว มันเป็นรถที่ต้องการ "แรงกดสูงสุด" เพื่อที่จะกดให้รถติดอยู่กับแทร็คในขณะที่เกาะไลน์เข้าโค้ง เพราะฉะนั้น สำหรับปิศาจทางเรียบพวกนี้แล้ว "แรงกด" เป็นเรื่องหลัก ส่วน "แรงต้าน" เป็นเรื่องรอง และด้วยกำลังระดับ 500 แรงม้าแล้ว แรงต้านที่เกิดขึ้นมาเพียงน้อยนิดนี้ แทบจะไม่ส่งผลต่ออัตราเร่งเลยแม้แต่น้อย

motorsport.com


bybillwood.com​

ด้วยข้อได้เปรียบที่กล่าวมาทั้งหมด "วิงคอหงส์" จึงถูกนำมาใช้กับฝูงรถแข่งทางเรียบอย่างไม่มีข้อกังขา ไม่ว่าจะเป็นสุดยอดรถแข่งทางเรียบจากแดนซามูไรอย่าง SuperGT หรือแม้แต่รถแข่งพลังเบียร์เยอรมันอย่าง DTM ก็ล้วนแล้วแต่เลือก "วิงคอหงส์" มาใช้เป็นอาวุธหลักในการทำศึก

เปลี่ยน "ข้อจำกัด" ...ให้กลายเป็น "ข้อได้เปรียบ"​

"การสร้างความได้เปรียบ" ถือเป็นอีกปัจจัยหนึ่งที่เพิ่มโอกาสในการคว้า "ชัยชนะ" การถือกำเนิดของ "วิงคอหงส์" เป็นที่ข้อพิสูจน์แล้วว่า เราสามารถเปลี่ยน "ข้อกำจัด" ให้กลายเป็น "ข้อได้เปรียบ" ได้อย่างชาญฉลาด

ไม่เพียงแต่ในวงการมอเตอร์สปอร์ตเท่านั้น ในยุคที่โลกเต็มไปด้วยการแข่งขันอย่างเช่นทุกวันนี้ ผมมองว่า "การสร้างความได้เปรียบ" จะทำให้เรา "ออกตัว" ได้ดีกว่าคนอื่น และนั่นจะทำให้เรามุ่งไปสู่ "เป้าหมาย" ได้เร็วกว่าคนอื่น...

pistonheads.com​

จบแล้วครับ... หวังว่าท่านผู้อ่านจะได้รับประโยชน์จากบทความนี้ไม่มากก็น้อย

เรียบเรียงโดย: Joh Burut
ที่มา: http://johsautolife.com