สปอยเลอร์ ติดเอาเท่ หรือเอาประสิทธิภาพ?

สปอยเลอร์ หรือ แอร์แดม แทบจะเป็น เครื่องหมายการค้าของความแรง ที่อาจจะแรงจริง หรือเอาไว้ขู่ก็ไม่รู้ หรือบางคนอาจจะติดเพื่อความสวยงามก็ได้ ปัญหาก็คือ ในทางปฏิบัติแล้ว สปอยเลอร์ ช่วยจัดการเรื่อง การไหลเวียนของกระแสอากาศ รอบๆตัวรถได้ดีแค่ไหน

สปอยเลอร์หน้า

เวลาที่รถวิ่งไปตามถนน จะมีกระแสอากาศพุ่งผ่านรอบตัวรถ รวมทั้งด้านบน และใต้ท้องรถด้วย โดยเฉพาะใต้ท้องรถ ที่มักจะมีอะไรต่อมีอะไร ยื่นเข้ายื่นออก ไม่ราบเรียบเหมือนที่เห็นด้านบน กระแสอากาศใต้ท้องรถนี้จะปะทะ กับสิ่งกีดขวางที่ว่าเหล่านี้ ผลลัพธ์ก็คือ แรงฉุด (drag) ที่เกิดขึ้น ทำให้ต้องเสียพลังงานส่วนหนึ่ง ไปกับการเอาชนะแรงฉุดเหล่านี้  อีกอย่างหนึ่งคือ กระแสอากาศใต้ท้องรถ จะทำให้เกิดความดันในห้องเครื่อง และด้านหน้ารถ ซึ่งจะยกรถขึ้นจากพื้นถนน ผลที่ตามมาคือ แรงกดของล้อหน้าบนพื้นถนนจะลดลง การเกาะถนนและการถ่ายทอดกำลัง (ในรถขับเคลื่อนล้อหน้า) ก็จะลดลงไปด้วย (ภาพประกอบ ภาพบน)  วิธีเอาชนะปัญหาเหล่านี้ ที่ตรงไปตรงมาที่สุด คือจัดการใต้ท้องรถ ให้เรียบซะ โดยการติดตั้ง panel เข้าไป ที่เรียกกันว่า belly pan หรือแผ่นปิดใต้ท้อง ปัญหาคือ จะพบอุปกรณ์เหล่านี้ ในรถราคาแพงๆ เช่น F355 หรือ โลตัส เอสปรีท์ เพราะราคาที่ค่อนข้างสูง  วิธีที่ง่ายกว่า ก็คือการติดตั้ง "แอร์แดม" หรือบางคนอาจเรียกติดปากว่า สปอยเลอร์หน้า ที่ใต้กันชนซะ เพื่อดันให้อากาศพุ่งขึ้นไป บนฝากระโปรง เข้าไปในกระจังหน้า หรือไหลออกด้านข้างตัวรถแทน (ภาพประกอบภาพล่าง)

สปอยเลอร์หลัง

สำหรับด้านหลังรถ เป้าหมายก็คือ การจัดการกระแสอากาศ ให้ผ่านท้ายรถไปได้ อย่างราบเรียบที่สุด กระแสอากาศที่ถูกด้านหน้ารถแหวกออก ก็จะกลับมารวมตัวกัน "ปิดช่อง" ที่รถสร้างเอาไว้ ซึ่งรูปทรงที่จะทำงานอย่างนี้ ได้เนี้ยบที่สุด ก็คือรูปทรง "หยดน้ำ" ที่คงคุ้นเคยกันดี  แต่ในทางปฏิบัติ การสร้างรถรูปร่างแบบนั้น คงไม่น่าดูเท่าไหร่ แนวทางที่พิสูจน์ว่า พอจะประนีประนอมกันได้ ก็คือ การสร้างรถ ให้กระจกหลัง เอียงลาดประมาณ 25 องศา ซึ่งเป็นรูปทรงที่พบได้ ในแฮทช์แบ็ค หรือสปอร์ตคูเป้ หลายคัน เช่น คอร์เวทท์ หรือ ซูปรา  ข้อเสียก็คือ รถที่มีรูปร่างแบบนี้ จะสร้าง Bernouli effect ขึ้น  effect นี้ คือหลักการที่ทำให้เครื่องบินบินได้ ถ้ามองภาพตัดขวางของปีกเครื่องบิน จะเห็นว่าด้านบนจะโค้งขึ้น ส่วนด้านล่างจะเรียบ วิธีนี้ทำให้กระแสอากาศด้านล่าง ไหลเร็วกว่าด้านบน (เพราะระยะทางในการเดินทาง ของกระแสอากาศมากกว่า ในเวลาที่เท่ากัน) ทำให้เกิดแรงยกขึ้น ด้านใต้ปีก  รถที่มีรูปร่างดังกล่าว ถ้ามองจากด้านข้าง ก็จะเห็นว่าดูคล้ายปีกเครื่องบินเช่นกัน คือด้านล่างเรียบ แต่ด้านบนโค้งขึ้น ดังนั้นเมื่อวิ่งในความเร็วสูง จึงเกิดแรงยกที่ใต้ท้องขึ้นได้ ในรถบางคันที่วิ่งเกินกว่า 100 mph สามารถสร้างแรงยก ได้เป็นร้อยๆปอนด์ทีเดียว ผลที่ตามมาก็คือ การสูญเสียสมรรถภาพในการขับขี่ เช่นเดียวกัน  สำหรับรถซีดานทั่วไป ที่กระจกหลังค่อนข้างตั้งขึ้น จะไม่เจอปัญหาดังกล่าว เพราะกระแสอากาศที่มาถึง จะกระจัดกระจายกันไป เกิดเป็นกระแสอากาศเล็กๆหลายกลุ่ม (turbulence) จึงไม่สามารถสร้างแรงยกได้ แต่ข้อเสียคือ มันสร้างแรงฉุดต่อตัวรถขึ้นมาแทน ก็ทำให้เสียกำลังในการขับเคลื่อนไปอีก  เพื่อจัดการปัญหาดังกล่าว จึงมีการประดิษฐ์ rear wing ขึ้น (ไม่เหมือนกับสปอยเลอร์หลัง ที่จะกล่าวต่อไป)  เจ้าปีกอันนี้ จะต้องติดให้สูงกว่าตัวถังพอสมควร เพื่อให้แหวกไปในกระแสอากาศที่ยังไม่ถูกรบกวน กุญแจสำคัญคือ หน้าตัดของปีกนี้ ต้องกลับด้านกลับปีกเครื่องบิน คือเรียบด้านบน โค้งด้านล่าง เพื่อให้สามารถสร้างแรงกดขึ้นมาได้ (ภาพบน) หรืออีกวิธีคือ ติดตั้งให้ปีกมีมุมปะทะกับกระแสอากาศ ก็จะสร้างแรงกดได้ แต่ก็จะเจอปัญหาแรงฉุดที่เพิ่มขึ้นเช่นกัน  ส่วนสปอยเลอร์หลังนั้น ไม่สามารถสร้างแรงกดได้ แต่มันจะจัดการกับกระแสอากาศ ไม่ให้เกิด turbulence ขึ้น ที่ด้านหลังรถ ซึ่งจะลดแรงฉุด และกระแสอากาศ ที่เกิดขึ้นหน้าต่อตัวสปอยเลอร์เอง ก็จะสร้างแรงกดลงได้บ้าง (ภาพล่าง)

ในทางปฏิบัติ

แอโร่ไดนามิคส์ แทบจะไม่มีผลกับรถเลย เมื่อเทียบกับแรงฉุดที่เกิดจากยาง จนกว่าความเร็วจะเกิน 50 mph ขึ้นไป และในความเป็นจริงแล้ว ปีกและสปอยเลอร์เหล่านี้ จะเริ่มทำงานให้เห็นประสิทธิภาพ ที่ความเร็วเกินกว่า 100 mph ด้วยซ้ำไป  ผู้ผลิตหลายรายยอมรับว่า สปอยเลอร์นั้น "More SHOW than GO" บางเจ้าก็อาจจะติดตั้งมาให้จากโรงงาน โดยยอมรับกันตรงๆว่า เน้นที่ความสวยงาม มากกว่า ประสิทธิภาพ แต่บางเจ้าก็บอกว่า สร้างมาให้เลือกติดตั้งเอาได้ภายหลัง แล้วแต่ใจชอบ

การทดสอบในสนาม พบว่ารถบางคัน เมื่อติดอุปกรณ์ดังกล่าวแล้ว ประสิทธิภาพในการเกาะถนน ไม่ได้ดีขึ้นเลย ซ้ำร้ายไปกว่านั้น ดันทำให้อัตราเร่งด้อยลงไปอีก เพราะไปเพิ่มแรงฉุดมากขึ้น

แต่ก็มีรถอีกหลายรุ่น ที่ทดสอบในอุโมงค์ลม แล้วพบว่า ค่าสัมประสิทธิ์แรงฉุด (cd) ลดลงจริงๆ หลังจากติดตั้งอุปกรณ์เสริมเข้าไป

อย่างไรก็ตาม ผลเสียที่เกิดขึ้น ก็ไม่ได้เลวร้ายอะไรมากมาย จนทำให้การขับขี่ด้อยลง ถ้าไม่นับว่าเงินในกระเป๋าของคุณ ต้องลดลงไปกับค่าของอุปกรณ์เหล่านี้ แต่ก็จะได้ความเท่ ความสวยงาม แบบที่หลายๆคนชอบมาแทน...