ค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานอากาศ เป็นตัวชี้วัดการออกแบบยานยนต์ที่เกี่ยวข้องกับระบบอากาศพลศาสตร์ แรงเสียดทานของอากาศในขณะที่รถกำลังวิ่ง คือแรงที่กระทำขนานและไปในทิศทางเดียวกับกระแสลม แรงต้านของลมทำให้รถต้องใช้พลังงานมากขึ้น เกิดความสิ้นเปลืองไม่ว่าจะเป็นเชื้อเพลิงหรือไฟในแบตเตอรี่ (สำหรับรถยนต์ไฟฟ้า) ค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานอากาศของรถยนต์ วัดด้วยวิธีที่รถวิ่งผ่านอากาศโดยรอบ เมื่อมีการออกแบบรถยนต์ทุกครั้ง ค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานอากาศจะอยู่ในลำดับต้นๆ ของงานดีไซน์ และจะถูกนำไปทดสอบทั้งในอุโมงค์ลมรวมไปถึงการวิ่งทดสอบบนถนนปกติ นอกเหนือจากคุณลักษณะด้านสมรรถนะอื่นๆ แรงเสียดทานตามหลักอากาศพลศาสตร์เพิ่มขึ้นตามความเร็วแบบยกกำลังสอง ดังนั้น ระบบอากาศพลศาสตร์ของรถ จึงมีความสำคัญอย่างยิ่ง โดยเฉพาะเมื่อขับด้วยความเร็วสูง การลดค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานอากาศในรถยนต์รุ่นใหม่ๆ ช่วยปรับปรุงสมรรถนะของรถ ตามความเร็วและประสิทธิภาพการใช้เชื้อเพลิง มีหลายวิธีในการลดแรงต้านทานอากาศของรถ ซึ่งช่วยทำให้ประหยัดเชื้อเพลิงหรือพลังงานไฟฟ้า ทำให้รถวิ่งเร็วขึ้นและยึดเกาะถนนได้ดี
1-Mercedes EQXX
Mercedes-EQ แสดงให้เห็นอีกครั้งว่า หากคุณต้องการทำให้รถวิ่งแหวกในอากาศ โดยมีแรงต้านทานน้อยที่สุด คุณต้องมีรถที่ออกแบบโดยใช้รูปทรงหยดน้ำ ตัวถังเรียบเนียนปราศจากขอบมุมหรืออะไรก็ตามที่จะทำให้กลายเป็นการต้านกระแสลม รถที่ลู่ลมนั้น พวกตราดาวคิดว่ามันควรจะมีหางที่ยาวและมีช่องว่างระหว่างรอยต่อน้อยที่สุด ยานยนต์พลังงานไฟฟ้าต้นแบบแนวคิด EQXX คือรถต้นแบบที่ลู่ลมสูงที่สุดในโลก หากจะมีอะไรที่แหวกอากาศได้ดีกว่านั้นมันจะต้องเป็นปลาโลมาอย่างแน่นอน ! EQXX มีขนาดเท่ากับรถซีดานสี่ประตูรุ่นใหม่อย่าง New C-Class W206 แต่เนื่องจากเป็นรถที่มีระบบอากาศพลศาสตร์ดีที่สุด EQXX จึงสามารถทำระยะทางจากระบบขับเคลื่อนไฟฟ้าได้เฉียดๆ 1,000 กิโลเมตร และนั่นทำให้เราคิดว่า ถ้าจะมีรถสักคันที่พุ่งแหวกกระแสลมได้อย่างไหลลื่น ตัดผ่านอากาศรอบตัวถังได้อย่างมีประสิทธิภาพมากที่สุด มันจะต้องเป็น EQXX ที่ทำตัวเลขค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานอากาศต่ำ 0.17 เท่านั้น อย่าลืมว่า รถยนต์ไฟฟ้าจะต้องสูญเสียพลังงานไฟไปถึง 30% ในการวิ่งผ่านกระแสลม และยิ่งมันลู่ลมมากเท่าไหร่ คุณก็จะไปได้ไกลขึ้นมากเท่านั้น!
2-Tatra 87
ทรงแบบขวดโค้กทำให้รถรุ่นนี้ดูตลกแต่มันก็เป็นหนึ่งในรถยนต์คลาสสิกโบราณที่วิ่งแหวกอากาศได้ดีที่สุด (ในยุคนั้น) Tatra 87 นับเป็นรถยนต์บนท้องถนนรุ่นแรกๆ ที่ออกแบบโดยคำนึงถึงหลักการบินด้วยความเร็วสูงของเครื่องบินในสมัยก่อน มันมีรูปลักษณ์ที่น่าตื่นตา (และน่าอับอายในบางจุด) เชโกสโลวาเกียคือประเทศที่ให้กำเนิด Tatra 87 ทรงของมันและความลู่ลมถือเป็นลูกผสมระหว่าง VW Beetle กับรถไฟหัวกระสุน! Tatra มีตัวเลขค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานอากาศหรือ drag coefficient อยู่ที่ 0-36 (cd 0.36) โดยได้รับการออกแบบให้แล่นได้เร็วถึง 160 กิโลเมตรต่อชั่วโมงบน autobahns ของเยอรมัน ขุมพลังเบนซิน V8 ขนาด 2.9 ลิตร ติดตั้งด้านหลัง หรือเครื่องยนต์วางหลังเหมือนรถเต่า มีกำลังแค่ 85 แรงม้า อย่าเพิ่งหัวเราะ เพราะในยุค 1930 หรือ พ.ศ. 2473 การมีม้าเฉียดๆ 100 ตัวถือเป็นเรื่องที่ล้ำมากๆ ด้วยรูปทรงการออกแบบที่โค้งมนของรถที่ได้รับแรงบันดาลใจจากเครื่องบินขนาดใหญ่ของเยอรมันในยุคเดียวกัน โปรดสังเกตครีบด้านหลังเพื่อความมั่นคงขณะทำความเร็ว น่าเศร้าที่ Tatra ทำได้ไม่ดีเท่าที่ควร ช่วงล่างและการวางตำแหน่งเครื่องส่งผลให้ 87 ยากที่จะควบคุมเมื่อเข้าโค้ง จนได้รับชื่อเสียงในช่วงสงครามว่าเป็น ‘รถที่สังหารเจ้าหน้าที่นาซีระดับสูงมากกว่าการซุ่มยิงของศัตรู มันยังถูกกล่าวหาว่า เป็นรถที่มีไดนามิกย่ำแย่และเกิดอุบัติเหตุได้ง่าย ดังนั้นพวกนายทหารเยอรมันระดับสูงจึงถูกห้ามไม่ให้เดินทางด้วยรถรุ่นนี้ 87 ไม่ใช่รถที่มีการออกแบบตัวถังประณีตที่สุดเท่าที่เคยมีมา แต่ Tatra ก็ถือเป็นวีรบุรุษที่ผ่านสงครามโลกครั้งที่สองมาอย่างโชกโชน
3-Oldsmobile Aerotech
ในโลกแห่งอุตสาหกรรมยานยนต์ที่มีการแข่งขันกันอย่างเอาเป็นเอาตายนั้น ลองคิดดูว่า เคยมีบริษัทรถยนต์ที่มีอนาคตน้อยกว่าค่ายรถอเมริกันอย่าง ‘Oldsmobile’ หรือไม่? ใช่ครับ อาจจะไม่มี แต่ผลิตผลของ GM ที่หมดอายุแล้วราวกับนมเปรี้ยวที่ไม่ได้แช่ตู้เย็น ได้ทำการสร้างสรรค์สิ่งใหม่ ๆ ให้เกิดขึ้นในช่วงศตวรรษของการดำรงอยู่ หนึ่งในการผจญภัยที่ดุร้ายกว่านั้นก็คือ รถยนต์ต้นแบบ Aerotech ที่ทำลายสถิติความเร็วปลายในระดับ 275 ไมล์ต่อชั่วโมง มันถูกสร้างขึ้นระหว่างปี 1987 ถึง 1992 โดยพื้นฐานแล้ว Aerotech เป็นรถต้นแบบที่สร้างขึ้นมาเพื่อการประชาสัมพันธ์เครื่องยนต์ 4 สูบของ Oldsmobile ที่ใช้งานได้จริง Aerotech เหมือนรถแข่ง มีระบบแอโรอยู่ใต้ตัวถังที่ปรับได้และทำได้ดีซะด้วย สำหรับความเร็วสูงสุดกว่า 400 กิโลเมตรต่อชั่วโมง นั่นมันเร็วมากเลยทีเดียว ส่วนค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานอากาศ ทำได้ดีที่ตัวเลข 0.20 (cd 0.20)
4-Honda Insight
ใช่แล้วครับ ก่อนที่รถยนต์ไฮบริดอย่าง Toyota Prius จะมีสิ่งที่เราเรียกกันว่า ความลู่ลมนั้น Honda ได้มีการวิจัยถึงรูปทรงที่แหวกอากาศได้ดีของรถยนต์ เอาครับ นี่คือสตรีมไลเนอร์ไฮบริดทรงเตารีดแบบดั้งเดิมของญี่ปุ่น เจ้า Honda Insight โผล่ออกมาจากศูนย์ R&D ในปี 1999 ซึ่งเป็นรถเก๋งสองประตูแบบแฮตช์แบ็ก เหมาะสำหรับรถที่อ้างตนว่าโคตรจะประหยัดน้ำมันที่ตัวเลข 23 กิโลเมตรต่อลิตร แต่เจ้าของที่กระตือรือร้นในการคลาน (ขับช้าแช่ขวา กรุณาอย่าทำ) ทำได้มากกว่า 29 กิโลเมตรต่อลิตร ด้วยค่าแรงต้านทานอากาศที่ 0.25 (Cd 0.25) Insight ที่มีน้ำหนักเบาจึงเป็นรถที่ลื่นไหลที่สุดในโลก ในช่วงเวลาที่ถูกเปิดตัว และแม้กระทั่งทุกวันนี้ก็ยังทำให้รถไฮบริดสมัยใหม่บางรุ่นดูไร้เรี่ยวแรงและเฉื่อยชาจากการวิ่งแหวกอากาศในระดับดีเยี่ยมของมัน
5-Porsche 917 LH
นับตั้งแต่มีการออกแบบรถยนต์สำหรับการกอบกู้โลกจากมลภาวะ ไปจนถึงรถยนต์ไฟฟ้าที่กำลังเข้ามาเพื่อเริ่มต้นชีวิตใหม่อันแสนสะอาดของคุณ แต่ถ้าย้อนกลับไปในอดีต ในยุคที่เครื่องยนต์สันดาปภายในยังคงเป็นใหญ่ เพื่อให้แน่ใจว่าผู้ขับไม่ได้ใช้เวลาอยู่บนโลกใบนี้นานเกินไป ช่วงต้นทศวรรษ รถแข่ง Porsche 917 เป็นจักรกลที่อันตรายถึงชีวิต มันเปราะบางอย่างไม่น่าเชื่อ และมีแนวโน้มที่จะเกิดอุบัติเหตุด้วยความเร็วของตัวมันเอง สิ่งที่นักแข่งต้องการเมื่อลงไปทำการแข่งขันก็คือ รถที่ไปได้เร็วกว่าคันอื่น ในสนามแข่งที่น่ากลัว ไม่ว่าจะเป็นหมอกและพายุฝนในสนามนรกเขียว นูร์เบิร์กริง หรือความลึกล้ำดำมืดของป่าสนในสนามเลอมังค์ (Le Mans 24 Hours) เจ้า 917 LH เป็นรถแข่งปอร์เช่ที่ทำความเร็วทะลุ 321 กิโลเมตรต่อชั่วโมงได้อย่างง่ายดาย ช่างและวิศวกรในทีมแข่งของ Porsche ต้องทำงานอย่างหนัก เพื่อควบคุมเสถียรภาพของรถแข่งต้นแบบ เพื่อปรับให้รถมีความทนทานต่อกระแสลมความเร็วสูง เครื่องยนต์ 12 สูบ ความจุ 4,907 ซีซี มีกำลังสูงสุดถึง 600 แรงม้า ในปี 1971 นั้นถือว่าบ้าเอามากๆ สำหรับคนที่เข้าไปนั่งอยู่หลังพวงมาลัยของมัน หางยาว ‘Langheck’ หรือ LH trim ได้รับการทดสอบที่ความเร็ว 362 กิโลเมตรต่อชั่วโมง ในขณะที่รถสามารถสร้างแรงกดได้มากกว่า 917 รุ่นแรกสุด แม้ว่าจะไม่ใช่รูปแบบที่โดดเด่นที่สุดของรถแข่งรุ่น 917 แต่ครีบคู่ของ LH กับตัวถังที่ไหลลื่นสุดๆ ทำให้มันกลายเป็นหนึ่งในรถแข่งของปอร์เช่ที่สวยที่สุดตลอดกาล ส่วนตัวเลขค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานอากาศของ 917 LH อยู่ที่ 0.30 (Cd 0.30) ลืมบอกไปว่า ความเร็วปลายของ 917 LH อยู่ที่ 387 กิโลเมตรต่อชั่วโมง นั่นเร็วกว่าเครื่องบิน Airbus A320 ตอนเทคออฟแล้วนะครับ
6-Saab 92
สำหรับความพยายามครั้งแรกในการจัดระเบียบของระบบอากาศพลศาสตร์ในรถยนต์ บริษัทผลิตอากาศยานอย่าง Saab ลงมือลงแรงอย่างหนักเพื่อปรับให้รถรุ่น 92 มีความลู่ลมมากกว่ารถทั่วไปโดยใช้วิศวกรรมของอากาศยาน (ว่ากันไปนั่น) การกระทำแบบนั้นมันดูเจ๋งก็จริงแต่สุดท้ายก็ไม่สามารถช่วยให้ Saab หลุดพ้นจากการล้มละลายเพราะขายไม่ออก Saab 92 เป็นรถยนต์ที่ผลิตขึ้นเป็นครั้งแรกของบริษัท Saab แทนที่จะเล่นได้ดีและปลอดภัยแบบ Volvo มันยังมาพร้อมกับรูปลักษณ์ที่แหวกแนวอีกด้วย ชาวสวีเดนได้คิดค้นแชสซีและเปลือกตัวถังที่จะทำให้คนในรถรู้สึกปลอดภัย 92 มาพร้อมกับบอดี้ที่ปั๊มขึ้นรูปจากโลหะแผ่นเดียว มีการลดต้นทุนการผลิต ทำให้มันมีอุปกรณ์เท่าที่จำเป็น ควบรวมอยู่กับระบบแอโรไดนามิกที่ทำให้ประหยัดน้ำมัน ถือเป็นการหยุดความหิวกระหายเชื้อเพลิงของเครื่องยนต์เมื่อรถกำลังแล่น และถึงแม้จะให้แรงม้าเพียง 25 ตัว จากเครื่องยนต์ 2 สูบ ความจุพอๆกับมอเตอร์ไซค์ ที่ 764 ซีซี แต่ Saab 92 ก็สามารถเข้าถึงความเร็ว 104 กิโลเมตรต่อชั่วโมงได้ เนื่องจากตัวถังมีค่าสัมประสิทธิ์แรงต้านอยู่ที่ 0.30 (Cd 0.30) ซึ่งทำได้ในปี 1949 ในช่วงเวลาที่รถยนต์ทั่วไปมีตัวเลขค่า Cd สูงถึง 0.35-0.45 ในสมัยก่อน Saab เป็นผู้บุกเบิกด้านนวัตกรรมยานยนต์ใหม่ๆ อยู่เสมอ แต่พอถึงยุคหนึ่งที่รถทั่วไปทำได้ดีกว่า Saab เลยต้องลาจากและหายสาบสูญไปจนถึงทุกวันนี้
7-McLaren Speedtail
ประสบการณ์ในสนามแข่งบวกการสร้างทั้งซุปเปอร์คาร์และไฮเปอร์คาร์ สู่ความเร็ว 402 กิโลเมตรต่อชั่วโมง นี่คือ Speedtail กำลัง 1,055 แรงม้า นับเป็นรถถนนที่เร็วที่สุดเท่าที่เคยมีมาในประวัติศาสตร์ของ McLaren ซึ่งเอาชนะ McLaren F1 ในตำนาน ด้วยไมล์ต่อชั่วโมงเพียงเล็กน้อย ที่ส่วนท้ายปลายคันเร่ง McLaren Speedtail ไปถึงจุดหมายเร็วกว่ามาก เพราะมีการทำงานเต็มรูปแบบของหลายระบบ เช่น เครื่องยนต์บูสต์แบบไฮบริด ระบบอัดอากาศที่อุ้มชูด้วยเทอร์โบไฟฟ้า ยางสมรรถนะโคตรสูง กระปุกเกียร์คลัตช์คู่ ระบบควบคุมการเปิดหรือปิดชิ้นส่วนแอโรต่างๆ และโปรไฟล์สุดโหดของฉลามมาโก้ ไม่ใช่ฉลามหัวค้อนที่มีลักษณะเป็นก้อนหรือเป็นแท่งสีขาวขนาดใหญ่ : นี่คือปลาฉลามมาโก้ที่ปราดเปรียวและทรงพลังเอามากๆ เนื่องจาก McLaren หมกมุ่นอยู่กับการตัดแรงต้านจนแทนที่จะเป็นปีกหลัง แอคทูเอเตอร์ออกแบบทรงส่วนท้ายให้โค้งมนบริเวณตัวถังด้านหลังเพื่อสร้างแรงกด ในขณะที่กล้อง (แน่นอนว่ากระจกมองข้างถูกห้ามเอามาติดตั้ง) จะหดกลับขณะทำความเร็วเพื่อลดแรงต้านของกระแสลม McLaren Speedtail มีตัวเลขค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานอากาศ 0.28 (Cd 0.28) เครื่องยนต์เบนซิน V8 McLaren M840T ความจุ 3,994 ซีซี เสียบระบบไฮบริด HEV Hybrid Electric Vehicle, indirect injection engine + electric motor ระบบอัดอากาศเทอร์โบคู่ dual twin-scroll turbo ระบบวาล์วแปรผัน dual VVT (Variable Valve Timing) ระบบเชื้อเพลิง Multi-point fuel injection เครื่องยนต์วางทำมุม V-90deg ฝาสูบ DOHC กำลังสูงสุด 787 กิโลวัตต์ หรือ 1,055 แรงม้า แรงบิดสูงสุด 1,150 นิวตันเมตร
8-Volkswagen XL1
สิ่งที่เกี่ยวข้องกับอัตราสิ้นเปลืองก็คือความลู่ลม ไม่ว่าจะเปลืองน้ำมัน หรือเปลืองไฟในแบตฯ รูปทรงของรถก็เกี่ยวข้องด้วยเสมอ Volkswagen XL1 คือชื่อเสียงของสิ่งที่เราเรียกว่า กรวยติดล้อสุดคล่องตัวแห่งศตวรรษที่ 21 มันอาจดูตลก คล้ายเรืออีโปงของคุณยายข้างบ้านเมื่อยามน้ำท่วม แม้จะออกแบบมานานหลายปีแล้ว แต่ XL1 ยังคงดูสดมากเหมือนวันที่ถูกเปิดตัว คุณคงนึกภาพว่ามีคนใน Volkswagen พยายามดึงเครื่องยนต์ดีเซลไฮบริดสองสูบ 800cc ออกไปเนื่องจากถูกปรับค่ามลพิษกันบานตะไทในอเมริกา แล้วหันไปใส่แบตเตอรี่สองสามก้อน โดยเรียกมันว่า ‘ID1’ เพื่อมุ่งหน้าไปที่โรงเบียร์แถวๆมิวนิก XL1 เปิดตัวรุ่นการผลิตแบบจำกัดในปี 2555 หลังจากใช้เวลาร่วมทศวรรษ กับรถยนต์แนวคิด 100 กิโลเมตรต่อลิตร ประตูแบบปีกผีเสื้อของ XL1 นั้นดูทันสมัย มันรองรับผู้โดยสารได้ 2 คน ในรูปแบบที่เบาะเกือบจะชนกันแล้วห่อหุ้มเปลือกตัวถังด้วยคาร์บอนไฟเบอร์ ล้อหลังแบบ Faired พื้นที่ด้านหน้าเล็กๆ ที่ดูแปลกตา และกล้องมองข้างในรถต้นแบบที่ถูกเปลี่ยนเป็นกระจกมองข้างเพื่อลดต้นทุน ทั้งหมดเหมารวมกันเป็นค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานอากาศด้วยตัวเลขที่แทบจะเป็นไปไม่ได้เพียงแค่ 0.186 (Cd 0.186) ซึ่งน้อยกว่าเครื่องบินกระดาษพับซะอีก ว่ากันไปนั่นเลยทีเดียว XL1 ผลิตขึ้นเพียงแค่ 250 คันเท่านั้น ในราคาคันละ 120,000 ปอนด์ ในขณะที่ค่าบำรุงรักษานั้นน่าสนใจมาก คุณควรใช้ Aston Martin ที่ขับเคลื่อนด้วยเครื่องยนต์ V12 ในวันหยุด ส่วนวันทำงานก็พา XL1 ออกไปรีดลมโชว์เพื่อนๆ บนถนน ในทางเทคนิค VW Group ผลิตรถยนต์ราคาถูกกว่า Bugatti แต่มันดูแปลกมากกว่าจะสวย
9-Mercedes Concept IAA
Mercedes เคยลองทำให้รถมีความลู่ลมมานานแล้วตั้งแต่ก่อนสงครามโลกครั้งที่ 2 และเพื่อเป็นการรวบรวมคอลเลกชันรถเตารีดลู่ลมหรือสตรีมเมอร์คาร์ จึงขอแนะนำ Concept IAA หนึ่งในความพยายามที่แปลกประหลาดในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา เพื่อทำให้ตัวถังรถไหลลื่นสุดๆ นี่คือยานยนต์แนวคิด IAA หรือ Intelligent Aero Automobile มีบานประตูหน้าต่างแบบใช้มอเตอร์เพื่อปิดกระจังหน้า บานประตูหน้าต่างแบบใช้มอเตอร์เพื่อให้ตัวถังแหวกลมได้ดีขึ้น และทั้งหมดนี้ดูฉลาดมาก แต่ไม่มีใครเคยพูดถึงเรื่องนั้น รถคูเป้สไตล์ CLS คันนี้มีส่วนหลังแบบงานปาร์ตี้ ที่ระยะ 50 มม. บั้นท้ายหรือก้นของมันเพิ่มขึ้น 390 มม. ทำให้กระแสลมจากด้านหลังราบรื่นขึ้น และลดแรงต้านลงเหลือ 0.19 (Cd 0.19) ซึ่งเป็นสถิติโลกสำหรับรถยนต์สี่ประตู แต่อาจไม่ค่อยดีสำหรับกฎหมายความปลอดภัยเมื่อเกิดการชนท้ายหรือการกระแทกด้านหลังแรงๆ.
อาคม รวมสุวรรณ
E-Mail [email protected]
Facebook https://www.facebook.com/chang.arcom
https://www.facebook.com/ARCOM-CHANG-Thairath-Online-5253692475053