The Secret of Roof Design ความลับของการออกแบบหลังคารถยนต์

เราทุกคนทราบกันอยู่แล้วว่า หลังคาของรถยนต์มีหน้าที่กันแดดและกันฝนให้กับผู้โดยสาร แต่จะมีสักกี่คนที่รู้ว่า หลังคาถือเป็นชิ้นส่วนแอโรไดนามิคส์ที่สำคัญที่สุดชิ้นหนึ่งของรถยนต์ เพราะฉะนั้น ค่ายรถยนต์หลายค่ายได้ทำการวิจัยและพัฒนาหลังคาตามหลักอากาศพลศาสตร์ เพื่อสร้างหลังคารถยนต์ที่มีแอโรไดนามิคส์ที่ดีที่สุด

​

ในยุคเริ่มแรกของอุตสาหกรรมรถยนต์ หลังคารถยนต์ถูกออกแบบโดยมีวัตถุประสงค์เพียงเพื่อกันแดดและกันฝนเท่านั้น แต่ในยุคปัจจุบัน หลังคาของรถยนต์ถูกออกแบบมาเพื่อให้เป็นมากกว่าหลังคา หลักการทางวิศวกรรมศาสตร์ที่ซับซ้อนถูกนำมาใช้ในขั้นตอนการออกแบบหลังคา โดยมีวัตถุประสงค์เพื่อที่จะเพิ่มประสิทธิภาพด้านแอโรไดนามิคส์ เนื่องจากหลังคารถยนต์เป็นหนึ่งในส่วนที่สัมผัสกับลมมากที่สุด ดังนั้น การออกแบบหลังคาเพื่อให้ได้รูปทรงที่มีประสิทธิภาพมากที่สุดจึงเป็นเป้าหมายของนักออกแบบ ในบทความนี้ จะขอนำเสนอการออกแบบเชิงวิศวกรรมของหลังคา 3 แบบ ได้แก่ 1. การออกแบบหลังคาแบบ "Double-bubble" ของ Peugeot RCZ 2. การออกแบบหลังคาแบบ "Catamaran Design" ของ New Toyota Vios และ 3. การออกแบบหลังคาแบบ "Boomerang-shaped Grooves" ของ Nissan March

1. Double-bubble Roof: Peugeot RCZ

Peugeot RCZ เป็นรถ Coupe ที่ถูกผลิตขึ้นโดย Peugeot บริษัทรถยนต์สัญชาติฝรั่งเศส RCZ เปิดตัวครั้งแรกในปี 2010 ด้วยคอนเซ็ปต์ที่เรียบง่าย และรูปทรงที่มีเอกลักษณ์ ทำให้ RCZ ได้รับความนิยมอย่างมากทั้งในประเทศแถบยุโรปและอเมริกา นอกเหนือจากเรื่องดีไซน์แล้ว RCZ ยังได้รับคำชมว่าเป็นรถที่ขับสนุกและมีสมรรถนะเกินตัว จะใช้ขับไปทำงานทุกวันก็ดีหรือว่าจะนำไปขับในสนามแข่งก็ยังได้ ด้วยเหตุนี้จึงทำให้ RCZ กวาดรางวัลต่างๆมามากมาย อาทิเช่น รางวัล Coupe of the year 2010 จากนิตยสารรถยนต์ชื่อดังจากประเทศอังกฤษอย่าง Top Gear เป็นต้น

2014 Peugeot CRZ: http://newcar2thai.com/wp-content/uploads/2013/08/2014-Peugeot-RCZ-5.jpg​

จุดเด่นของรถคันนี้อยู่ที่การดีไซน์ ด้วยรูปทรงที่เรียบๆ ง่ายๆ ไม่หวือหวา ประกอบกับเส้นสายที่โค้งมนและลื่นไหล ทำให้ RCZ เป็นรถที่มีเอกลักษณ์ไม่ซ้ำใคร โดยเฉพาะอย่างยิ่งหลังคารูปทรงโค้งที่เรียกว่า "Double-bubble" ซึ่งถือว่าเป็นไฮไลท์ของการดีไซน์รถคันนี้ จุดนี้ถือเป็นจุดที่สะดุดตามากที่สุดของรถคันนี้ก็ว่าได้ หลังคารูปทรงโค้งเป็นจุดแรกที่ดึงดูดสายตาของผู้ที่พบเห็น และหลังคารูปทรงโค้งก็ได้กลายเป็นเอกลักษณ์ของ RCZ ไปโดยปริยาย

2014 Peugeot CRZ: http://www.wallpaperup.com/uploads/wallpapers/2014/02/02/245662/370854ffaddb27135f202f5078a15562​

หลังคาของ RCZ เป็นแบบ Double-bubble ซึ่งมีลักษณะเป็นโดม 2 โดม นูนขึ้นมาและทอดยาวจนไปถึงกระจกหลัง การออกแบบและสร้างหลังคารูปแบบนี้แสดงให้ห็นถึงความสามารถทางวิศวกรรมขั้นสูงของ Peugeot โดยเฉพาะอย่างยิ่งการขึ้นรูปกระจกหลังที่โค้งรับกับหลังคานั้นไม่ใช่เรื่องง่ายเลย

2014 Peugeot CRZ: http://4.bp.blogspot.com/-dEPygdO7vcw/USxWvmXjDuI/AAAAAAAAAVY/aeUTeKXe0vU/s1600/Peugeot-RCZ-r4.jpg​

หลังคารถยนต์แบบ Double-bubble ถูกออกแบบโดยบริษัทสัญชาติอิตาเลียน และนำมาใช้กับรถยนต์ตั้งแต่ปี ค.ศ.1950 โดยการออกแบบหลังคาแบบ Double-bubble ได้รับแรงบันดาลใจมาจากเครื่องบินรบความเร็วเหนือเสียง(Supersonic jet fighter) ตั้งแต่นั้นเป็นต้นมา การออกแบบหลังคาแบบนี้ก็ได้รับความนิยมอย่างต่อเนื่องและถูกนำมาใช้ในการออกแบบรถยนต์อิตาเลียนอีกหลายต่อหลายรุ่น ถือว่าเป็นหนึ่งในการออกแบบที่สะท้อนความเป็นอิตาเลียนได้อย่างชัดเจน อย่างไรก็ตาม บริษัทผลิตรถยนต์ในประเทศฝรั่งเศส รวมไปถึงในประเทศอเมริกา หรือแม้กระทั่งญี่ปุ่นเอง ก็ได้นำหลังคาลักษณะนี้มาใช้ในการออกแบบด้วยเช่นกัน

F-22 Raptor &1956 Alfa Romeo, 1900 Zagato Double Bubble: http://www.italianstylekuwait.com/2011/02/kuwait-concours-delegance-lamborghini.html​

ต่อไปเราจะมาพูดถึงวัตถุประสงค์ของการออกแบบหลังคาแบบ Double-bubble วัตถุประสงค์ประการแรกนั้นคงหนีไม่พ้นเรื่องของความสวยงาม การออกแบบหลังคาโค้งในลักษณะนี้จะทำให้รถมีภาพลักษณ์ที่เป็นพลวัต(Dynamic)มากขึ้น หรือพูดง่ายๆก็คือ ทำให้รถดูเหมือนกับพร้อมที่จะเคลื่อนที่ตลอดเวลา แม้กระทั่งตอนที่จอดนิ่งอยู่กับที่ ซึ่งอิมเมจแบบนี้ เป็นสิ่งที่ขาดไม่ได้สำหรับรถสปอร์ตสมรรถนะสูง เพราะฉะนั้น รถรุ่นแรกๆที่มีการออกแบบหลังคาในลักษณะนี้จะเป็นรถสปอร์ตเครื่องแรงซะส่วนใหญ่

เนื่องจากรถที่มีหลังคาแบบ Double-bubble จะเป็นรถสปอร์ตสมรรถนะสูงซะส่วนมาก ซึ่งเจ้าของรถสามารถนำรถสุดแรงไปลงวิ่งในสนามแข่งในช่วงวันหยุดเสาร์-อาทิตย์ได้ โดยที่ไม่ต้องโมดิฟายใดๆเพิ่มเติม ผู้อ่านหลายๆท่านคงจะทราบอยู่แล้วว่า รถสปอร์ตส่วนใหญ่จะมีหลังคาที่เตี้ยมากๆ เรียกได้ว่า เมื่อเข้าไปนั่งแล้ว ศรีษะแทบจะชนหลังคากันเลยทีเดียว ยิ่งตอนที่นำรถไปวิ่งในสนามแข่ง ซึ่งต้องสวมหมวกนิรภัยด้วยแล้ว มีความเป็นไปได้สูงว่า หมวกนิรภัยจะไปชนกับหลังคาทำให้นักแข่งรู้สึกอึดอัดและยังมีผลกระทบในด้านความปลอดภัยอีกด้วย ดังนั้น การออกแบบหลังคาแบบ Double-bubble ซึ่งจะมีลักษณะนูนขึ้นไป จะเป็นการเพิ่มพื้นที่ระหว่างศรีษะและหลังคา ซึ่งจะสามารถแก้ปัญหาดังกล่าวได้ อย่างไรก็ตาม ผู้เขียนเชื่อว่า วัตถุประสงค์การเพิ่มพื้นที่ระหว่างศรีษะและหลังคานั้น ไม่ได้เป็นวัตถุประสงค์หลักของการออกแบบ แต่เป็นเพียงแค่ความบังเอิญหรือผลพลอยได้เท่านั้น วัตถุประสงค์หลักน่าจะเป็นเรื่องความสวยงามและดีไซน์มากกว่า

1959 Fiat Abarth 750 GT Zagato: http://www.conceptcarz.com/vehicle/z8168/Abarth-750-GT-Zagato.aspx​

นอกจากจะเป็นส่วนที่เพิ่มเสน่ห์ให้กับรถแล้ว หลังคาแบบ Double-bubble ยังมีวัตถุประสงค์ในแง่ของแอโรไดนามิคส์แอบแฝงอยู่อีกด้วย เนื่องจากหลังคาเป็นหนึ่งในส่วนที่ปะทะกับอากาศมากที่สุด ดังนั้น การออกแบบตามหลักอากาศพลศาสตร์จึงมีความสำคัญไม่น้อยไปกว่าความสวยงาม เรียกได้ว่าต้องใช้ทั้งศาสตร์และศิลป์มาผสมกันเพื่อให้ได้รูปทรงที่สวยงามและมีประสิทธิภาพเชิงแอโรไดนามิคส์ รายละเอียดในการออกแบบหลังคานั้นละเอียดอ่อนมาก ยกตัวอย่างเช่น ความสูงของโดมหรือแม้แต่รัศมีส่วนโค้งของโดม ซึ่งตัวแปรดังกล่าวจะต้องถูกคำนวนตามหลักวิศวกรรมศาสตร์ที่ซับซ้อนเพื่อให้ได้รูปทรงที่มีประสิทธิภาพมากที่สุด

ในทางทฤษฎีแล้ว หลังคาแบบ Double-bubble มีข้อดีเหนือกว่าหลังคาแบบเรียบอยู่ 2 ประการ ประการแรกคือ หลังคาแบบ Double-bubble จะทำให้พื้นที่หน้าตัดลดลง คำถามก็คือ ...ลดลงได้อย่างไร? ลองจินตนาการและเปรียบเทียบกันระหว่างรถ 2 คันที่มีความสูงเท่ากัน คันแรกใช้หลักคาแบบ Double-bubble อีกหนึ่งคันใช้หลังคาแบบเรียบ เมื่อเรามองรถทั้ง 2 คันจากทางด้านหน้าแล้ว จะเห็นได้อย่างชัดเจนว่า บริเวณหลังคาของรถที่ใช้หลังคาแบบ Double-bubble จะเว้าลงมา ส่วนที่เว้าลงมานี้เองจะทำรถที่ใช้ให้หลังคาแบบ Double-bubble มีพื้นที่หน้าตัดน้อยกว่า เมื่อมีพื้นที่หน้าตัดน้อยกว่าก็ย่อมมีแรงต้านอากาศน้อยกว่านั่นเอง

1959 Fiat Abarth 750 GT Zagato: http://www.pinterest.com/pin/361765782539130674/​

ข้อดีประการที่ 2 ก็คือ หลังคาแบบ Double-bubble จะมีโดมอยู่ 2 โดม ระหว่างโดม 2 โดมนี้จะมีร่องเว้าลงไปเป็นแนวยาว ร่องแนวยาวที่อยู่บนหลังคาจะบังคับการไหลของอากาศให้ไหลไปตามร่อง แต่สำหรับรถหลังคาเรียบแล้ว อากาศที่ไหลผ่านหลังคาจะสามารถไหลลงไปทางด้านข้างของตัวรถได้ การไหลออกด้านข้างนี้จะไปเพิ่มความปั่นป่วนของอากาศ(Turbulence) ซึ่งสามารถทำให้เกิดแรงต้านอากาศขึ้นมาโดยไม่จำเป็น เพราะเหตุนี้ ร่องแนวยาวของหลังคาแบบ Double-bubble จะทำหน้าที่บังคับอากาศให้ไหลไปตามร่อง จากหน้ารถไปยังท้ายรถอย่างเป็นระเบียบมากขึ้น กระแสปั่นป่วนของอากาศจึงลดลง โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับ Peugeot CRZ ที่ถูกนำมาเป็นตัวอย่างในหัวข้อนี้ CRZ คันนี้มีความลึกของร่องค่อนข้างมาก และเว้าเป็นแนวยาวตั้งแต่หลังคาลงไปถึงกระจกหลัง ร่องนี้จะนำกระแสอากาศจากหลังคา ให้ไหลไปสู่สปอยเลอร์หลังอย่างเต็มที่ ส่งผลให้สปอยเลอร์ทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพ

2014 Peugeot CRZ: http://www.caricos.com/cars/p/peugeot/2014_peugeot_rcz_r/1024x768/40.html​

กล่าวโดยสรุปได้ว่า หลังคารถยนต์แบบ Double-bubble นอกจากจะแสดงถึงการดีไซน์ที่มีกลิ่นอายความเป็นอิตาเลียนได้อย่างชัดเจนแล้ว การออกแบบหลังคาแบบนี้ยังมีบทบาทสำคัญในเรื่องแอโรไดนามิคส์อีกด้วย โดยที่หลังคาแบบ Double-bubble จะช่วยเพิ่มสมรรถนะทางอากาศพลศาสตร์ โดยอาศัยหลักการต่อไปนี้ หลักการแรกก็คือ หลังคาแบบ Double-bubble จะช่วยลดพื้นที่หน้าตัด (เมื่อเปรียบเทียบกับรถที่มีความสูงเท่ากัน) ซึ่งจะส่งผลให้แรงต้านอากาศลดลง เมื่อแรงต้านอากาศลดลงแล้ว อัตราการบริโภคน้ำมันก็จะลดและยังสามารถทำความเร็วสูงสุดได้มากขึ้นอีกด้วย หลักการที่ 2 ก็คือ ร่องที่อยู่ระหว่างโดม 2 โดมจะทำให้หน้าที่บังคับอากาศให้ไหลอย่างเป็นจากหน้ารถไปยังท้ายรถอย่างเป็นระเบียบมากขึ้น การไหลที่เป็นระเบียบจะช่วยลดความปั่นป่วนของอากาศที่ด้านข้างของตัวรถ รวมไปถึงด้านหลังด้วย การลดความปั่นป่วนนี้จะทำให้แรงต้านอากาศลดลง และถ้าหากรถคันนั้นมีการติดตั้งสปอยเลอร์เอาไว้ สปอยเลอร์ก็จะได้รับกระแสลมที่มีความเป็นระเบียบมากขึ้น ทำให้สามารถสร้างแรงกดได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น

นอกจาก Peugeot RCZ แล้ว ยังมีรถยนต์อีกหลายรุ่นที่ใช้หลังคาแบบ Double-bubble ตัวอย่างเช่น รถสัญชาติเยอรมัน BMW Z4 ,รถอเมริกันมัซเซิล Dodge Viper, รถอิตาเลียน Lamborghini Aventador หรือแม้แต่รถญี่ปุ่นอย่าง Madza RX-7 ก็ใช้หลังคาแบบนี้ จะเห็นได้ว่ารถทั้งหมดที่ยกตัวอย่างมานี้เป็นรถสปอร์ตตัวชูโรงของแต่ละค่าย ดังนั้น นี่จึงเป็นหลักฐานที่ชัดเจนที่แสดงให้เห็นว่า หลังคาแบบ Double-bubble ได้กลายมาเป็นสัญลักษณ์ของรถสปอร์ตสมรรถนะสูงอย่างปฏิเสธไม่ได้

BMW Z4 Zagato: http://autospies.com/news/STUD-OR-DUD-BMW-Z4-Zagato-Coupe-Unveiled-Ahead-of-Concorso-d-Eleganza-Villa-d-Este-70832/
Dodge Viper: http://www.blogcdn.com/www.autoblog.com/media/2013/02/viperacr2014.jpg
Lamborghini Aventador: http://pichost.me/1464196/
Mazda RX-7: http://forum.notebookreview.com/motorized-vehicles/744022-non-classic-car-design-longevity.html​

2. Catamaran Roof Design: Toyota Vios

ในปี 2013 Toyota Motor Thailand Co.,Ltd. ได้เปิดตัว All New Toyota Vios 2013 รถยนต์ซีดานขนาดกระทัดรัดยอดนิยม ในการเปิดตัวครั้งนี้ ถือว่าเป็นการเปิดครั้งแรกของโลกอีกด้วย All New Vios ถูกนำมาอวดโฉมให้ชมก่อนใครในงาน Bangkok International Motor Show 2013 ในครั้งนี้ เจ้า Vios ได้รับการเปลี่ยนโฉมใหม่ทั้งหมดจนแทบจะไม่เหลือเค้าเดิม ด้วยการออกแบบตรงตามหลักอากาศพลศาตร์ ทำให้ All New Vios มีประสิทธิภาพการทรงตัวที่ดีขึ้น รวมไปถึงประหยัดน้ำมันมากขึ้นด้วย อีกทั้งยังมีระบบวาล์วแปรผันอัจฉริยะ VVT-i อันโด่งดังของ Toyota ซึ่งช่วยเพิ่มความประหยัดน้ำมันมากขึ้นไปอีก ทั้งหมดนี้ทำให้ Toyota All New Vios เป็นรถยนต์ซิตี้คาร์ที่ถูกจับตามองอีกรุ่นหนึ่ง

All New Toyota Vios 2013: http://men.mthai.com/car/car-news/7671.html


All New Toyota Vios 2013: http://www.kmotors.co.th/sales-k-motors/salesk-all-new-toyota-vios-2013-3/​

สำหรับรูปลักษณ์ภายนอกของ New Vios นั้น เห็นได้ชัดว่าใหญ่กว่าและบึกบึนกว่ารุ่นก่อนอย่างชัดเจน เมื่อมองดูจากด้านข้างแล้ว เส้นสายด้านข้างตัวรถก็ทำให้รถดูปราดเปรียวคล่องแคล่ว สมกับเป็นรถซิตี้คาร์ยอดนิยม อีกทั้งมุมลาดเอียงของกระจกหน้า ซึ่งลาดยาวไปบนหลังคา ตลอดจนถึงกระจกหลัง ยิ่งทำให้รถดูเพรียวลมมากขึ้นไปอีก เมื่อมองจากมุมบน จะเห็นว่าหลังคา... เอ๊ะ!? ทำไมหลังคามันปูดๆบวมๆ เหมือนกับโดนลูกมะม่วงตกใส่ เอ๊ะ!? มันยังไงกันแน่?

Vios Roof Design: http://www.toyotasingapore.com.sg/cars/new_cars/vios/index.aspx?1~type=html&1~scene=Exterior&1~item=Catamaran+Roof+Design​

หลังที่ได้ไปสืบเสาะหาข้อมูลมาจากหลายแหล่งก็ได้คำตอบว่า ลักษณะของหลังคาแบบนี้เรียกว่า "Catamaran Design" เป็นหนึ่งในการออกแบบเชิงอากาศพลศาสตร์ของ All New Vios โดยมีวัตถุประสงค์หลักเพื่อลดแรงต้านอากาศ และหลังคาแบบ "Catamaran" ยังถูกนำมาใช้กับ All New Yaris อีกด้วย ว่าแต่ว่า...มันลดแรงต้านอากาศได้อย่างไรล่ะ? ที่ไปที่มาของมันเป็นอย่างไรกันแน่นะ?

"Catamaran" หรือเรียกสั้นๆว่า "Cat" เป็นคำที่ใช้เรียกเรือชนิดหนึ่งที่มี 2 แคม (2-hull) ซึ่งทั้งสองแคมถูกเชื่อมติดกัน (ดูรูปประกอบ) เรือประเภทนี้ถูกพัฒนาขึ้นมาจากเรือที่แคมเดี่ยว (Monohull) ข้อดีของเรือ "Catamaran" ที่เหนือกว่าเรือแคมเดี่ยวก็คือ มีการทรงตัวที่ดีกว่าและสามารถทำความเร็วได้มากกว่า เพราะเหตุนี้ทำให้เรือ "Catamaran" ได้รับความนิยมมากกว่าเรือแคมเดี่ยว คำถามก็คือ แล้วเรือ "Catamaran" มาเกี่ยวข้องกับหลังคาของ New Toyota Vios ได้อย่างไร?

​

ท้องเรือของเรือประเภท "Catamaran" จะมีลักษณะเป็นครีบ 2 อันยื่นลงไปในน้ำ การมีครีบ 2 ครีบ นอกจากจะช่วยทำให้การทรงตัวของเรือดีขึ้นแล้ว ยังช่วยลดแรงต้านทานที่เกิดจากน้ำอีกด้วย[1] ด้วยเหตุนี้ วิศวกรยานยนต์จึงนำหลักการของเรือ "Catamaran" มาประยุกต์ใช้กับรถยนต์ โดยมีวัตถุประสงค์เพื่อลดแรงต้านอากาศนั่นเอง

พิจารณาจากรูปด้านซ้าย ซึ่งก็คือเรือ "Catamaran" ส่วนรูปทางขวามือคือหลังคาของ New Toyota Vios จะเห็นได้ว่า ส่วนที่นูนขึ้นมาจากหลังคาของ Vios เปรียบเทียบได้กับครีบใต้ท้องเรือ Catamaran นั่นเอง วัตถุประสงค์หลักของครีบของเรือ Catamarn ก็คือเพื่อลดแรงต้านของน้ำ(Hydrodynamic drag) ในทำนองเดียวกัน ส่วนที่นูนขึ้นมาจากหลังคาของ VIOS ก็มีวัตถุประสงค์เพื่อลดแรงต้านอากาศ (Aerodynamics drag) นั่นเอง

​

นอกจากจะออกแบบหลังคาเพื่อลดแรงต้านอากาศแล้ว All New Vios ยังมีอุปกรณ์อื่นๆ ซึ่งถูกออกแบบตามหลักอากาศพลศาสตร์เพื่อลดแรงต้านอากาศ รวมไปถึงเพิ่มประสิทธิภาพในการทรงตัวอีกด้วย อุปกรณ์ดังกล่าวได้แก่ ครีบปิดหน้าซุ้มล้อ (Air Spats) ซึ่งติดตั้งไว้ที่บริเวณหน้าซุ้มล้อทั้งสี่ล้อ และครีบรีดอากาศ (Aero Stabilizer) ซึ่งติดตั้งไว้ที่กระจกมองข้างและไฟท้าย

Vios Spats: http://www.kmotors.co.th/sales-k-motors/salesk-all-new-toyota-vios-2013-3/


Vios Stabilizers: http://www.kmotors.co.th/sales-k-motors/salesk-all-new-toyota-vios-2013-3/​

การออกแบบเชิงอากาศพลศาสตร์ที่ล้ำหน้า ประกอบกับรูปลักษณ์ที่ทันสมัย ปราดเปรียว รวมไปถึงเทคโนโลยีของเครื่องยนต์และเทคโนโลยีด้านความปลอดภัย ทำให้ All New Toyota Vios 2013 เป็นรถซิตี้คาร์อีกคันหนึ่งที่ได้รับความนิยมและทำยอดขายได้อันดับต้นๆของตลาดในประเทศไทย

3. Boomerang-shaped Grooves: Nissan March

http://www.carloans.com.au/reviews/wp-content/uploads/2012/03/Nissan-Micra-31.jpg​

ในปี 2010 บริษัท Nissan Motors (Thailand) Co.,Ltd. ได้เปิดตัว Nissan March ในฐานะที่เป็นรถยนต์ ECO Car คันแรกของประเทศไทย Nissan March ใช้เครื่องยนต์ 1.2 ลิตรพ่วงกับเกียร์ CVT ที่ฉลาดพอตัว จุดเด่นอยู่ที่ความประหยัดน้ำมัน ประกอบกับรูปทรงที่เป็นเอกลักษณ์ ทำให้ Nissan March โกยยอดขายได้อย่างมากมายทันทีที่เปิดตัว

​

ผู้อ่านหลายๆท่านที่เคยใช้รถ Nissan March คงจะเคยสังเกตเห็นว่า บนหลังคาของ Nissan March จะมีร่องบุบลงไป หรือเรียกว่า "Grooves" เมื่อมองจากด้านบนจะมีรูปร่างคล้าย "บูมเมอแรง" คำถามก็คือ Grooves ตรงนี้ มันคืออะไร? มีไว้ทำไม? บ้างก็ว่าเป็นการดีไซน์เพียงเพื่อความสวยงาม บ้างก็ว่าช่วยลดเสียงลม บ้างก็ว่าเป็นการออกแบบเชิงวิศวกรรมเพื่อช่วยเพิ่มความแข็งแรงของหลังคา บ้างก็ว่าเป็นการออกแบบทางแอโรไดนามิคส์เพื่อลดแรงต้านของอากาศ สรุปแล้วมันมีไว้ทำไมกันแน่นะ?

​

ก่อนอื่น เราต้องสืบให้ได้ก่อนว่า ใครกันแน่ที่เอา Grooves ไปใส่ไว้ในหลังคาของเจ้า March ระหว่างสถาปนิกหรือวิศวกร ถ้าสถาปนิกเป็นคนสร้าง Grooves เหล่านี้ แน่นอนว่า วัตถุประสงค์ก็เพียงเพื่อความสวยงามเท่านั้น แต่ถ้าเป็นวิศวกร ก็คงจะมีวัตถุประสงค์ด้านวิศวกรรมที่ต้องการจะเพิ่มสมรรถนะของรถไม่ทางใดก็ทางหนึ่ง

http://www.carmagazine.co.uk/upload/21123/images/1NissanMicra.jpg​

คำตอบก็คือ... Grooves เหล่านี้ ถูกจงใจสร้างขึ้นมาโดยวิศวกร เพราะฉะนั้น Grooves เหล่านี้มีวัตถุประสงค์เพื่อเพิ่มสมรรถนะของรถมากกว่าเพิ่มความสวยงาม วิศวกรของ Nissan ได้ออกแบบ Grooves โดยมีวัตถุประสงค์ 2 ประการ ดังต่อไปนี้

วัตถุประสงค์ประการแรกของ Grooves ก็คือ การขึ้นรูปแบบหลังคาแบบมี Grooves จะทำให้หลังคาแข็งแรงขึ้น แข็งแรงขึ้นในที่นี้หมายความว่า หลังคาจะไม่กระเพื่อมขึ้นลงในขณะที่วิ่งบนทางขรุขระ หรือเรียกว่า "มีความแข็งเกร็งมากขึ้น" (More rigid) ปกติแล้ว ถ้าต้องการจะให้หลังคาแข็งแรงมากๆ เราก็ต้องใช้เหล็กที่หนามากๆ แต่ถ้าเราขึ้นรูปแบบมี Grooves แล้ว เราสามารถใช้เหล็กที่บางกว่าเดิมได้ เมื่อเราใช้เหล็กที่บางลงแล้ว ก็แน่นอนว่า น้ำหนักของหลังคาก็จะลดลง มีการทดสอบแล้วว่า เมื่อใช้หลังคาแบบ Boomerang-shaped Grooves จะทำให้น้ำหนักลดลงไป 2 กิโลกรัม[2] เมื่อเปรียบเทียบกับหลังคาที่ไม่มี Grooves สรุปได้ว่า วัตถุประสงค์ประการแรกของ Grooves ก็คือ ต้องการจะลดน้ำหนักของหลังคา

นอกจากจะสามารถลดน้ำหนักลงไปได้ถึง 2 กิโลกรัมแล้ว การลดน้ำหนักของหลังคายังทำให้น้ำจุดศูนย์ถ่วงของรถต่ำลงไปอีก (Lowering Center of Gravity) ซึ่งถือว่าเป็นเรื่องดี เพราะจุดศูนย์ถ่วงมีผลโดยตรงกับการควบคุมรถทั้งในความเร็วต่ำและความเร็วสูง ยิ่งจุดศูนย์ถ่วงต่ำเท่าไหร่ ก็ทำให้เราสามารถควบคุมรถได้ดีมากขึ้นเท่านั้น ยกตัวอย่างเช่น รถสปอร์ตที่เตี้ยๆ จะมีจุดศูนย์ถ่วงต่ำมาก ทำให้เราสามารถควบคุมรถได้ดั่งใจ ทันทีที่หักพวงมาลัย รถก็จะเลี้ยวโดยทันที ในทางตรงข้าม รถออฟโรดยกสูง จะมีจุดศูนย์ถ่วงที่สูงมาก เมื่อเราหักพวงมาลัยเพื่อที่จะเลี้ยว รถจะไม่สามารถเลี้ยวโดยทันที แต่จะมีอาการโคลงเกิดขึ้นก่อน (Body roll) อาการโคลงนี่เองที่เป็นสาเหตุทำให้ความสามารถในการควบคุมรถแย่ลง

2004 Mitsubishi Lancer Evolution 8 MR หรือเรียกสั้นๆว่า Evo-8MR เป็นอีกหนึ่งตัวอย่างของรถที่ใช้เทคนิคการลดน้ำหนักของหลังคา โดยมีวัตถุประสงค์เพื่อลดน้ำหนักและเพิ่มสมรรถนะในการควบคุมรถ(Reduce overall weight and improve handling) โดยที่ Evo-8MR ได้ลดน้ำหนักโดยการเปลี่ยนหลังคาจากเหล็กเป็นอะลูมิเนียมทั้งแผ่น ซึ่งทำให้น้ำหนักลดลงไปถึง 4 กิโลกรัม[3]

Mitsubishi Lancer Evolution 8 MR: http://www.autoviva.com/make.php?id=1410&sec=photos&photo_id=23095​

วัตถุประสงค์ประการที่สองนั่นก็คือ การมี Grooves จะช่วยลดเสียงลมที่เกิดขึ้นภายในห้องโดยสาร (Wind noise) แล้วมันลดเสียงลมได้อย่างไร? หลักการทำงานในหัวข้อนี้ยังไม่มีข้อมูลมากนัก แต่เท่าที่ทราบก็คือ Grooves จะช่วยเปลี่ยนทิศทางของลมที่ไหลผ่านหลังคา ทำให้เสียงลมลดลงนั่นเอง คิดง่ายๆก็คือ การมีหลังคาที่มี Grooves ก็เหมือนกับการมีหลังคาที่มีแผ่นซับเสียง (Damper)เพิ่มขึ้นนั่นเอง

กล่าวโดยสรุป Boomerang-shaped Grooves ที่อยู่บนหลังคาของ Nissan March นั้น ถูกออกแบบมาโดยคำนึงถึงหลักวิศวกรรมเสียมากกว่า โดยประโยชน์ของ Grooves ได้แก่ ทำให้หลังคาแข็งแรงขึ้น ซึ่งจะทำให้น้ำหนักของหลังคาลดลง และยังส่งผลให้จุดศูนย์ถ่วงอยู่ต่ำลงอีกด้วย ประโยชน์อีกอย่างหนึ่งก็คือ Grooves จะช่วยเปลี่ยนทิศทางลมที่ไหลผ่านหลังคา ทำให้เสียงลมลดลง

Reference;
[1] ผู้ที่สนใจสามารถศึกษาเพิ่มเติมได้ จาก "Wikipedia" ในหัวข้อ "Hydrodynamic Drag"
[2] http://www.autohub360.com/index.php/2012-nissan-micra-2465/
[3] http://forums.finalgear.com/post-your-car/mitsubishi-evo-8-mr-22669/page-2/

***ผู้เขียนขอสงวนลิขสิทธิ์ของเนื้อหาและภาพประกอบของบทความนี้
***ดังนั้น ห้ามเผยแพร่ส่วนหนึ่งส่วนใดหรือทั้งหมดของบทความนี้โดยไม่ได้รับอนุญาต
***การนำไปเผยแพร่โดยไม่ได้รับอนุญาตจะถือว่าเป็นการละเมิดลิขสิทธิ์ของผู้เขียนอีกด้วยโดยเจตนา

ที่มา: http://www.downforce-engineering.com/index.php/all-articles/72-the-secret-of-roof-design

 

เคยสงสัยมานานลัว่ารถรุ่นใหม่ๆจะมีครีบแบนๆเล็กๆหน้าซุ้มล้อมีไว้ทำไม ตอนแรกเข้าใจว่าเกี่ยวกับเรื่องกันน้ำที่ดีดออกจากยางซะอีก

 

บทความดี ไม่อ่านไม่เคยสังเกตหลังคาแบบแปลกๆ