ตัวเลขสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานอากาศของรถยนต์ คือสิ่งที่บ่งบอกถึงความใส่ใจในการออกแบบ ช่วยยกระดับศักยภาพของรถทั้งเรื่องของการสิ้นเปลืองพลังงานที่ลดลง การยึดเกาะกับถนนและความสวยงาม เนื่องจากแรงเสียดทานของอากาศในขณะที่รถกำลังวิ่ง คือแรงที่กระทำขนานและไปในทิศทางเดียวกับกระแสลม แรงต้านของลม ทำให้รถต้องใช้พลังงานมากขึ้น เกิดความสิ้นเปลือง ไม่ว่าจะเป็นรถยนต์สันดาปภายในที่ใช้เชื้อเพลิง หรือรถยนต์พลังงานไฟฟ้า ซึ่งใช้มอเตอร์ขับเคลื่อนและกินกระแสไฟในแบตเตอรี่
การออกแบบรถยนต์ ค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานอากาศจะอยู่ในลำดับต้นๆ ของงานดีไซน์เสมอ หลังจากนั้น รถต้นแบบจะถูกนำไปทดสอบในอุโมงค์ลม รวมไปถึงการวิ่งทดสอบบนถนนปกติ
แรงเสียดทานตามหลักอากาศพลศาสตร์เพิ่มขึ้นตามความเร็วแบบยกกำลังสอง ดังนั้น ระบบอากาศพลศาสตร์ของรถ จึงมีความสำคัญอย่างยิ่งที่จะช่วยลดการสิ้นเปลืองพลังงาน โดยเฉพาะเมื่อขับด้วยความเร็วสูง การลดค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานอากาศในรถยนต์รุ่นใหม่ ช่วยปรับปรุงสมรรถนะและประสิทธิภาพการใช้เชื้อเพลิงหรือพลังงานไฟฟ้า มีหลายวิธีในการลดแรงต้านทานอากาศของรถ แต่ทุกวิธีถือเป็นงานที่ยากสุดๆ อากาศพลศาสตร์ที่ดี อาจสร้างความรู้สึกอึดอัด เนื่องจากรถที่ลู่ลมนั้น หลังคาจะเตี้ยมาก เพราะมีกระจกที่ลาดเอียงด้วยองศาที่ต่ำกว่ารถทั่วไป
...
อากาศพลศาสตร์มีความสำคัญต่อความสำเร็จของแบรนด์ Audi ตั้งแต่ปี 1967 NSU Ro 80 รถบ้านที่ออกแบบให้มีตัวถังทรงลิ่ม เน้นประสิทธิภาพของระบบอากาศพลศาสตร์ พร้อมค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานที่ 0.35 (cd 0.35) ความล้ำหน้าของ NSU Ro 80 ในด้านแอโรไดนามิกส์ ได้เข้ามาเปลี่ยนแปลงการออกแบบรถยนต์ไปตลอดกาล หลังจากนั้น รถ Audi 100 (C3) เจเนอเรชันที่ 3 ซึ่งเปิดตัวเมื่อฤดูร้อนปี 1983 ถูกดีไซน์ให้มีความลู่ลมสูง โดยมีค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานอยู่ที่ 0.30 (cd 0.30) ในยุคนั้นถือว่า A100 เป็นรถที่ถูกต้องตามหลักอากาศพลศาสตร์มากที่สุด แบรนด์สี่ห่วงยังคงเชื่อมโยงความลู่ลมเข้ากับตัวถังที่สวยงามของ Audi 80 เจเนอเรชันที่ 3 (B3) ด้วยค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานอากาศที่ 0.29 (cd 0.29) ล่าสุด ยานยนต์พลังงานไฟฟ้ารุ่นใหม่ Audi A6 e-tron12 กำลังบันทึกประวัติศาสตร์หน้าใหม่ของระบบแอโรไดนามิกส์ ด้วยการผสมผสานรูปแบบที่ปราดเปรียวและฟังก์ชันการใช้งานของห้องโดยสารแบบใหม่ให้เข้าด้วยกันได้อย่างลงตัว
...
...
การจำลองสถานการณ์มากกว่า 1,300 ครั้งในอุโมงค์ลม
เมื่อเริ่มต้นโครงการพัฒนารถต้นแบบ Audi A6 e-tron วิศวกรและดีไซเนอร์ของ Audi ให้ความสำคัญกับประสิทธิภาพด้านไดนามิกส์และการทำระยะทางด้วยพลังงานไฟฟ้าที่ต้องไกลมากกว่าเดิม รถที่ลู่ลม จะช่วยทำให้ค่าการสิ้นเปลืองพลังงานลดลง A6 e-tron ปรับรูปทรงของรถเพื่อให้ค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานอากาศ หรือค่า Cd ดีที่สุดในคลาส การปรับรูปทรงให้ลู่ลมพร้อมห้องโดยสารที่ให้ความรู้สึกโปร่งโล่งและสะดวกสบาย นับเป็นขั้นตอนการทำงานที่ยากที่สุด
นักออกแบบสามารถประเมินระบบอากาศพลศาสตร์เบื้องต้นด้วยการทดสอบซ้ำแล้วซ้ำอีกในอุโมงค์ลม ในกระบวนการทดสอบแบบวนซ้ำ โดยใช้การจำลองรถต้นแบบเสมือนจริง รวมถึงการใช้แบบจำลองทางกายภาพในอุโมงค์ลม เพื่อปรับปรุงรูปทรงพื้นฐานของ A6 e-tron ให้เหมาะสม โดยเฉพาะอย่างยิ่ง สัดส่วนของเสาหน้า การออกแบบกระจกที่เพรียวบาง องศาความลาดเอียงของหลังคา กระจังหน้าแบบปิดทึบ ทั้งสามองค์ประกอบทำให้ระบบอากาศพลศาสตร์ของ A6 e-tron อยู่ในเกณฑ์ที่ดีเยี่ยม!
...
วิศวกรของ Audi ทุ่มเวลาเพื่อปรับรายละเอียดต่างๆ พร้อมเพื่อนร่วมงานในทีมออกแบบ มีการจำลองสถานการณ์จริงของรถในการปะทะกับกระแสลมมากกว่า 1,300 ครั้ง A6 e-tron ใช้เวลาหลายวันในอุโมงค์ลม พร้อมการเฝ้าดูของผู้เชี่ยวชาญด้านพื้นผิวและนักออกแบบตัวถัง ม่านอากาศถูกนำมาใช้เพื่อปรับปรุงการไหลของอากาศด้านหน้าของรถ ขอบด้านนอกของช่องรับลมยื่นออกมาเล็กน้อย ซึ่งขัดขวางการไหลของอากาศทีละมิลลิเมตร ความกว้างของแทร็กด้านหลังในด้านอากาศพลศาสตร์ ขอบด้านข้างที่แยกออกได้ทางด้านหลังของ A6 Avant e-tron2 ทำให้การไหลผ่านของกระแสลมมีความราบรื่น
รถ Audi ทุกรุ่นในปัจจุบันมีขนาดใหญ่กว่าเดิม ขอบล้อที่ออกแบบใหม่เพียงอย่างเดียว เพิ่มระยะทางได้ 8 กิโลเมตร ซึ่งถือเป็นข้อได้เปรียบจากรายละเอียดการออกแบบเพียงจุดเดียวเท่านั้น เมื่อทุกอย่างลงตัวและเสร็จสิ้นการปรับแต่งระบบอากาศพลศาสตร์ A6 Sportback e-tron ก็บรรลุค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานที่ตัวเลข 0.21 การทำตัวเลขค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานที่ต่ำมากของ A6 Sportback e-tron1 รวมถึง A6 Avant e-tron ดีไซเนอร์ให้ความสำคัญกับรายละเอียดต่างๆ ช่องรับอากาศเย็นแบบสวิตช์เบลด ใต้ Singleframe เพียงช่องเดียว ช่วยให้อากาศไหลผ่านจุดนี้ได้โดยสูญเสียค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานเพียงเล็กน้อยเท่านั้น จุดดังกล่าว ทำให้มีค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทาน (Cd) เพิ่มขึ้นอีก 0.012 ซึ่งเทียบเท่ากับเสียระยะทางไปประมาณ 12 กิโลเมตร
ใต้ท้องรถท่ีปิดทึบ ทำให้ประสิทธิภาพด้านอากาศพลศาสตร์ของ A6 Sportback e-tron อยู่ในระดับแนวหน้า ขอบของดิฟฟิวเซอร์ด้านหลังที่ออกแบบให้สามารถแยกจากกันได้ เป็นอีกจุดที่ส่งผลดีต่ออากาศพลศาสตร์ของรถ เนื่องจากใต้พื้นรถที่เรียบจะทำให้อากาศไหลผ่านได้อย่างสม่ำเสมอ ไม่มีการหมุนวนหรือสร้างความปั่นป่วน
ใต้ท้องรถมีการปรับแต่งชิ้นส่วนต่างๆ เช่น กันชน 3 มิติที่ด้านหน้า แต่ละชิ้นได้รับการปรับแต่งให้เหมาะสมสำหรับรุ่น Sportback และ Avant โดยเฉพาะใช้การวิเคราะห์ CFD ซึ่งปรับปรุงค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานได้ 0.002 และ 0.009 ตามการวัดในอุโมงค์ลม แผ่นปิดใต้ท้องรถขนาดใหญ่ (แผ่นปิดใต้เครื่องยนต์) ที่ด้านหน้า ออกแบบอย่างเหมาะสม เพิ่มรัศมีขนาดใหญ่ที่ช่องระบายอากาศ เพลาล้อหลังได้รับการปิดทึบทั้งหมด
ความสมดุลระหว่างรูปทรงพื้นฐาน ความสูง รูปทรงด้านหลัง และการออกแบบใต้ท้องรถไม่เพียงส่งผลต่อค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานของรถเท่านั้น แต่ยังรวมถึงการลดแรงยกตัวอีกด้วย ความสมดุลที่เหมาะสมระหว่างแรงยกและสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานอากาศ โดยปรับแต่งใต้ท้องรถให้เรียบสนิท A6 Avant e-Tron มีสปอยเลอร์ดิฟฟิวเซอร์เพิ่มเติม เพื่อชดเชยความแตกต่างของระบบอากาศพลศาสตร์ที่แตกต่างกันจากรูปลักษณ์ของ A6 Sportback และ A6 Avant การไหลของอากาศใต้พื้นจะแตกต่างกันสำหรับ A6 e-tron ทำให้ A6 Avant ออกแบบกันชน 3 มิติที่กว้างขึ้น เพื่อปรับปรุงการไหลเวียนของอากาศรอบล้อหน้าให้อยู่ในเกณฑ์ที่ต้องการ
ล้อและยางจะส่งผลกระทบอย่างมากต่อระยะทางวิ่งของรถยนต์ไฟฟ้า โดยเฉพาะยานยนต์ยุคใหม่ที่ชอบใส่ล้ออัลลอยวงโตขอบ 20 หรือ 21 นิ้ว A6 e-tron มีล้อที่ปรับระบบอากาศพลศาสตร์มาอย่างสมบูรณ์แบบให้เลือกใช้ ด้วยล้อขนาด 19 นิ้ว หรือ 20 นิ้ว เพื่อให้ได้อากาศพลศาสตร์ที่สมบูรณ์แบบ ขอบล้อถูกออกแบบให้แบนเล็กน้อย เพื่อให้ลมที่กระทบส่วนหน้าของรถถูกพัดไปทางด้านข้างรอบตัวรถโดยไม่เกิดความปั่นป่วน การบังคับให้กระแสลมไหลผ่านไปตามขอบซุ้มล้อ Audi พัฒนาล้อขนาด 21 นิ้วที่มีครีบอากาศ ทำจากพลาสติกพิเศษ.
อาคม รวมสุวรรณ
E-Mail chang.arcom@thairath.co.th
Facebook https://www.facebook.com/chang.arcom
https://www.facebook.com/ARCOM-CHANG-Thairath-Online-525369247505358/