รู้หรือไม่ หลักอากาศพลศาสตร์ เพิ่มการประหยัดน้ำมันและความเงียบในห้องโดยสาร

 

     ไม่ว่าจะเป็นการขับรถเลียบชายฝั่งอ่าวไทยหรือไต่ขึ้นเขาที่สูงชันที่สุดในประเทศไทยอย่างดอยอินทนนท์ ผู้ขับขี่จะต้องเผชิญกับลมพัดระหว่างการขับขี่มากน้อยต่างกันไป บางครั้งลมอาจพัดแรงถึงขั้นทำให้รถสั่นสะเทือนหรือเกิดเสียงดังจนต้องเร่งเสียงวิทยุขึ้น บริษัทรถยนต์ต่างให้ความสำคัญกับการออกแบบรถตามหลักอากาศพลศาสตร์เนื่องจากทุกชิ้นส่วนมีความสำคัญแม้กระทั่งเส้นสายบนพื้นผิวตัวรถก็สามารถลดหรือเพิ่มการไหลเวียนของอากาศที่ส่งผลอย่างมากต่ออัตราการประหยัดน้ำมันและความเงียบภายในห้องโดยสารได้

     เพื่อศึกษาการไหลเวียนของอากาศทั้งบนตัวรถ ใต้ท้อง และรอบตัวรถ ทีมวิศวกรของเจนเนอรัล มอเตอร์ส ได้ใช้ห้องแล็บทดลองอากาศพลศาสตร์ (Aerodynamics Lab) อันล้ำสมัยโดยมีอุโมงค์ลมความยาว 228.6 เมตร และพัดลมขนาดยักษ์ 13 เมตร ปั่นแรงลมด้วยมอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรงกำลัง 4,500 แรงม้า (ประมาณ 3,357 กิโลวัตต์) สามารถสร้างแรงลมได้สูงสุด 222 กม./ชม. หรือมากกว่าพายุทอร์นาโดระดับเอฟ 2

 

 

     คำถามคือทำไมวิศวกรถึงต้องทดสอบจนถึงขีดสุดเช่นนั้น อุโมงค์ลมช่วยให้เราดำเนินการทดสอบในแบบที่ไม่สามารถทำได้บนถนนจริงนั่นคือการขับขี่ด้วยความเร็วสูงและตรวจสอบประสิทธิภาพด้านอากาศพลศาสตร์ของตัวรถได้อย่างแม่นยำสูงสุด เราสามารถทดสอบแบบเดียวกันได้หลายครั้งในอุโมงค์ลมนี้และประเมินการเปลี่ยนแปลงที่เล็กน้อยที่สุดได้ มร. แฟรงก์ ไมเนิร์ต วิศวกรฝ่ายผสมผสานทางเทคนิค จีเอ็ม โกลเบิล แอโรไดนามิคส์ กล่าว ข้อมูลที่ได้จากอุโมงค์ลมถือเป็นเครื่องมืออันมีค่าที่ให้ประโยชน์อย่างมากแก่ลูกค้าของเรา” มร. ไมเนิร์ตกล่าวเพิ่มเติม

     อากาศพลศาสตร์ถูกวัดเป็น “ค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทาน” ที่มีการเปลี่ยนแปลงอย่างง่ายดายเมื่อชิ้นส่วนของตัวรถถูกออกแบบไม่ถูกต้อง เช่น กระจกมองข้าง มุมด้านหน้า การออกแบบกระจังหน้า ซุ้มล้อ ความลาดเอียงของกระจก (หน้าและหลัง) การออกแบบด้านท้าย (ซุ้มล้อหลัง ฝากระโปรง และกันชน) รวมถึงชิ้นส่วนอื่นๆ ที่อาจกีดขวางการไหลเวียนของอากาศ วิศวกรวิเคราะห์ชิ้นส่วนเหล่านี้ในอุโมงค์ลมซึ่งนำไปสู่การปรับปรุงการออกแบบที่ดียิ่งขึ้น

     รถที่มีการออกแบบตามหลักอากาศพลศาสตร์ที่ดีจะช่วยเพิ่มการประหยัดน้ำมันขึ้นสูงสุด 1.06 กม./ลิตร ซึ่งการประหยัดน้ำมันนี้ถือเป็นหนึ่งในปัจจัยสำคัญที่ลูกค้าในประเทศไทยคำนึงถึงเมื่อซื้อรถ การประหยัดที่เพิ่มขึ้นดังกล่าวเทียบเท่ากับระยะทางการขับขี่ที่เพิ่มขึ้น 58 กม. ของรถ   ที่มีความจุถังน้ำมันมาตรฐาน 55 ลิตร การประหยัดน้ำมันที่ดียิ่งขึ้นยังหมายถึงการปล่อยมลพิษคาร์บอนไดออกไซด์ที่ลดลง เครื่องยนต์ไม่ต้องทำงานหนักในการรักษาความเร็วคงที่ เผาผลาญเชื้อเพลิงน้อยกว่า และปล่อยมลพิษลดลง

 

 

     การออกแบบตามหลักอากาศพลศาสตร์ยังช่วยให้ห้องโดยสารเงียบลงซึ่งเป็นปัจจัยสำคัญติดอันดับท็อป 10 ของผู้ซื้อรถระดับพรีเมียมและเป็นคุณสมบัติที่ส่งผลต่อความพึงพอใจของลูกค้าในรถทุกเซกเมนท์ การสร้างความเงียบในห้องโดยสารด้วยการออกแบบตามหลักอากาศพลศาสตร์ทำให้บริษัทผู้ผลิตรถสามารถลดการใช้วัสดุฉนวนดูดซับเสียงที่มีน้ำหนักมากการลดวัสดุดังกล่าวยังจะช่วยเพิ่มการประหยัดน้ำมันได้อีกทางหนึ่ง

     นอกจากนี้หลักอากาศพลศาสตร์ที่ดียังช่วยส่งเสริมความปลอดภัย เสถียรภาพตามหลักอากาศพลศาสตร์ระหว่างการขับขี่ช่วงความเร็วสูงทำให้รถขับเคลื่อนไปบนถนนได้อย่างมั่นคง ช่วยเพิ่มการยึดเกาะของยาง ขณะเดียวกันยังช่วยลดผลกระทบจากการเปลี่ยนทิศทางลมที่อาจทำให้รถเสียสมดุลภายใต้สถานการณ์ที่รุนแรงได้

     หลักอากาศพลศาสตร์ไม่เพียงแต่มีความสำคัญกับรถซีดานเท่านั้นหากยังรวมถึงรถกระบะ และรถเอสยูวี ชิ้นส่วนตกแต่งบางอย่างอาจส่งผลต่อหลักอากาศพลศาสตร์ของตัวรถ เช่น แผงกันแมลงบนฝาประโปรงหน้า หรือยางออฟโรด ตลอดจนแผงกันชนแบบออฟโรดที่เพิ่มแรงเสียดทานอากาศและน้ำหนักที่มากขึ้น ผลที่ได้คือเสียงรบกวนที่ดังกว่าเดิม และการบริโภคเชื้อเพลิงที่มากขึ้น

 

 

     วิศวกรด้านหลักอากาศพลศาสตร์ของจีเอ็มชี้ว่าประเด็นที่ถกเถียงกันมาอย่างยาวนานในกลุ่มผู้ใช้รถกระบะเกี่ยวกับฝากระบะท้ายที่ควรปิดไว้หรือเปิดออก แบบใดจะมีประสิทธิภาพตามหลักอากาศพลศาสตร์มากกว่ากัน แท้จริงแล้วฝากระบะท้ายที่ปิดไว้จะให้ประสิทธิภาพที่มากกว่า เนื่องจากอากาศบนตัวรถจะตกลงที่กระบะและถูกผลักให้ไหลออกไปทางด้านท้าย ถ้าฝากระบะท้ายเปิดออก การไหลของอากาศที่เป็นประโยชน์ดังกล่าวจะไม่เกิดขึ้น

     สำหรับชิ้นส่วนที่เจ้าของรถกระบะควรพิจารณาเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพด้านหลักอากาศพลศาสตร์ คือผ้าคลุมกระบะท้าย ที่ทำให้อากาศไหลต่อเนื่องได้มากขึ้น ผ้าคลุมที่ทำจากวัสดุผ้าใบให้ประโยชน์มากกว่าวัสดุแบบเนื้อแข็งเพราะจะปรับสภาพไปตามการไหลของอากาศ บันไดข้างยังช่วยเพิ่มการไหลของอากาศทางด้านข้างของตัวรถ บันไดข้างทรงกลมคล้ายท่อจะให้ประโยชน์ด้านแรงเสียดทานเพียงเล็กน้อยขณะที่บันไดข้างที่ติดตั้งเป็นส่วนหนึ่งของตัวรถจะให้ประโยชน์ที่มากกว่า  

 

     เรื่อง  ณัฐพล  เดชสิงห์ เรียบเรียงข้อมูลโดย www.gpinews.com ติดตามข่าวสาร ยานยนต์ รถจักรยานต์ รถใหม่ ได้ที่ www.grandprix.co.th