กระบะเล่นลม ตอนที่ 2: "ฝาครอบกระบะ" ช่วยลดแรงต้านอากาศได้จริงเหรอ? Aerodynamics of Pickup Truck Part 2​

บทความนี้เป็นตอนที่ 2 ของบทความเรื่อง "อากาศพลศาสตร์ของรถกระบะ" ในบทความที่แล้ว เราได้พูดถึงเรื่องการไหลของอากาศที่บริเวณฝาท้ายของรถกระบะ และได้ทำการเปรียบเทียบแอโรไดนามิคส์ระหว่างการเปิดฝาท้ายและปิดฝาท้าย ซึ่งผลการทดสอบที่ได้นั้น น่าจะทำให้ท่านผู้อ่านหลายคนแปลกใจไม่ใช่น้อย...

สำหรับคนที่ยังไม่ได้เข้าไปอ่านบทความเรื่อง "อากาศพลศาสตร์ของรถกระบะ ตอนที่ 1" แล้วล่ะก็ ถ้าเป็นไปได้ ผมอยากจะให้แวะเข้าไปอ่านก่อนนะครับ เพื่อที่จะได้เข้าใจถึงหลักอากาศพลศาสตร์เบื้องต้น รวมไปถึงศัพท์เชิงเทคนิคที่ใช้ในทางแอโรไดนามิคส์ ซึ่งจะทำให้ง่ายต่อการทำความเข้าใจเนื้อหาของบทความนี้ รวมไปถึงบทความต่อๆ ไปด้วยครับ

บทความเรื่อง "อากาศพลศาสตร์ของรถกระบะ ตอนที่ 1" สามารถอ่านได้ที่ https://racingweb.net/threads/อากาศ...ม่-aerodynamics-of-pickup-truck-part-1.77243/

​

ในบทความที่แล้ว เราโฟกัสไปที่การไหลของอากาศภายในกระบะและได้มีการวิเคราะห์การไหลของอากาศอย่างละเอียด และในครั้งนี้ก็เช่นเดียวกัน เราจะยังคงโฟกัสไปที่การไหลของอากาศบริเวณกระบะเหมือนเดิมครับ หากแต่ในครั้งนี้ เราจะเพิ่มอุปกรณ์ชิ้นหนึ่งเข้าไป ซึ่งอุปกรณ์ดังกล่าวกำลังได้รับความนิยมอย่างมากในวงการรถกระบะ นั่นก็คือ "ฝาครอบกระบะ" นั่นเอง

​

สำหรับสาวกกระบะดีเซลแล้ว คงจะคุ้นเคยกับ "ฝาครอบกระบะ" เป็นอย่างดี ซึ่งในปัจจุบันนั้น มีให้เลือกมากมายหลายรูปแบบหลายยี่ห้อ จะเน้นใส่แบบหล่อๆ หรือจะเน้นใช้งาน ก็เลือกได้ตามใจชอบเลย นอกจากนั้น ในปัจจุบันนี้ ฝาครอบกระบะส่วนใหญ่ก็ทำออกแบบมา "ตรงรุ่น" ชนิดที่ว่าไม่ต้องเจาะตัวถังกันให้เสียรถ ใช้เวลาติดตั้งไม่ถึงครึ่งชั่วโมงก็หล่อเฟี้ยวกลับบ้านไปได้แล้ว

​

นอกจากจะเป็นหนึ่งในอุปกรณ์เพิ่มความหล่อให้กับสาวกดีเซลแล้ว ฝาครอบกระบะยังมีประโยชน์ใช้สอยหลายประการด้วยกัน ซึ่งหน้าที่หลักๆ ของฝาครอบกระบะก็คงหนีไม่พ้น การช่วย "กันแดด กันฝน กันลม" ให้กับสัมภาระที่เราใส่เอาไว้ในกระบะ ไม่เพียงเท่านั้น ฝาครอบกระบะบางรุ่นยังมีระบบล็อคเพื่อเพิ่มความปลอดภัยอีกต่างหาก ซึ่งถือเป็นฟังก์ชั่นที่มีประโยชน์มากๆ อีกด้วย

​

นอกจากฟังก์ชั่นต่างๆ ที่ได้กล่าวมาแล้ว ยังมีผู้ผลิตจำนวนไม่น้อยที่เคลมว่า ฝาครอบกระบะของเขาช่วยเพิ่มแอโรไดนามิคส์ให้กับรถ ซึ่งจะสามารถ "ลดแรงต้านอากาศ" ที่เกิดขึ้นบริเวณกระบะ ส่งผลให้อัตราสิ้นเปลืองน้ำมันลดลง ผมได้ยินครั้งแรกก็งงเป็นไก่ตาแตกไปเลย แอบคิดในใจว่า ฝาครอบกระบะมันไปเกี่ยวอะไรกับแอโรไดนามิคส์? เอาตรรกะของดาวอังคารมาพูดหรือเปล่าเนี่ย?

​

ด้วยความสงสัยใคร่รู้... ก็เลยกลับไปตั้งหน้าตั้งตาหาข้อมูลอยู่เกือบอาทิตย์ และในที่สุด ผมก็ได้รู้ว่า...ผมเข้าใจผิดอย่างแรง
ความจริงก็คือว่า...

"ฝาครอบกระบะ" จัดเป็นหนึ่งในแอโรพาร์ทที่ดีที่สุดสำหรับรถกระบะ​

เนื่องจากเป็นแอโรพาร์ทที่สามารถลดแรงต้านอากาศได้อย่างมีประสิทธิภาพ ซึ่งส่งผลให้รถประหยัดน้ำมันเพิ่มขึ้น รวมไปถึงทำให้รถสามารถทำความเร็วสูงสุดได้เพิ่มขึ้นอีกด้วย

ว่าแต่ว่า...มันฟังดูเกินจริงไปหน่อยไหม? แค่ฝาครอบไฟเบอร์อันเดียว จะสามารถลดแรงต้านอากาศได้แค่ไหนกันเชียว? ผมเชื่อว่าท่านผู้อ่านหลายท่านก็คงจะเกิดคำถามขึ้นในใจเช่นเดียวกับผม เพราะฉะนั้น ในบทความนี้เราจะมาวิเคราะห์การไหลของอากาศที่บริเวณกระบะกันอีกครั้ง และมาหาคำตอบกันว่า "ฝาครอบกระบะ สามารถลดแรงต้านอากาศได้จริงหรือไม่?"

"ความสงสัย" นำมาซึ่ง "การตั้งคำถาม" "การตั้งคำถาม" นำมาซึ่ง "การตั้งสมมติฐาน" "การตั้งสมมติฐาน" นำมาซึ่ง "การทดลอง" นี่คือกระบวนการที่ใช้เพื่อหาคำตอบของนาย McKernan ชาวอเมริกัน ซึ่งเป็นนักวิจัยผลิตภัณฑ์จากองค์กร SEMA* (Specialty Equipment Market Association) ด้วยความสงสัยว่า "ฝาครอบกระบะ มีผลต่อแอโรไดนามิคส์มากเพียงใด?" นาย McKaernan และทีมของเขาจึงได้ทำการทดลองอย่างมืออาชีพภายในอุโมงค์ลมแบบ "ฟูล-สเกล" (Full-scale) ในรัฐ North Carolina ในประเทศสหรัฐอเมริกา

(*SEMA ย่อมาจาก Specialty Equipment Market Association ซึ่งหมายถึง องค์กรที่วิจัยและพัฒนาเกี่ยวกับผลิตภัณฑ์ประดับยนต์นั่นเองครับ)

ในครั้งนี้ พวกเขาได้นำรถยนต์จริงมาทดสอบ โดยมีวัตถุประสงค์เพื่อหาคำตอบว่า "ฝาครอบกระบะ สามารถลดแรงต้านอากาศได้จริงหรือไม่?" และเพื่อให้การทดสอบในครั้งนี้เป็นไปอย่างโปร่งใสและไม่มีข้อกังขา พวกเขาจึงใช้รถกระบะทั้งหมด 3 คันจาก 3 ยี่ห้อชื่อดัง ซึ่งประกอบไปด้วย Ford F-150, Dodge Ram 1500 และ GMC Sierra กระบะทั้ง 3 คันได้ถูกทำการทดสอบครั้งแล้วครั้งเล่า เพื่อให้ได้ผลการทดลองที่มีความแม่นยำมากที่สุด และในครั้งนี้ พวกเขายังได้ทำการทดสอบ "ผ้าใบคลุมกระบะ" (Bed cover) และนำผลการทดสอบมาเปรียบเทียบกันอีกด้วย

​

และแล้ว การทดสอบก็ได้สิ้นสุดลง นี่ก็คือผลการทดสอบครับ...

จากการทดสอบ พบว่า "ฝาครอบกระบะ" สามารถลดแรงต้านอากาศได้ "จริง" และลดได้ "ค่อนข้างเยอะ" ด้วย แต่คำถามต่อมาก็คือว่า "ฝาครอบกระบะ" สามารถลดแรงต้านอากาศได้อย่างไร? และที่ว่าลดได้เยอะน่ะ ลดได้แค่ไหนกันเชียว?

เพื่อที่จะตอบคำถามข้างต้น เราต้องมาพิจารณาการไหลของอากาศในบริเวณกระบะก่อนนะครับ ปกติแล้ว กระแสอากาศที่ไหลปะเข้ากับด้านหน้าของตัวรถ จะไหลผ่านหลังคา และไหลม้วนลงมาภายในกระบะ ซึ่งจะกลายมาเป็นกระแสอากาศที่ปั่นป่วนและมีความเร็วสูง (Turbulent flow) เราเรียก "บริเวณ" ดังกล่าวว่า "บริเวณของกระแสลมปั่นป่วน" หรือ "Wake Region" (เวค รีเจียน) นั่นเอง ปกติแล้ว "Wake region" เป็นอะไรที่นักอากาศพลศาสตร์ไม่ชอบเอามากๆ เพราะนี่แหละคือต้นเหตุของ "แรงต้านอากาศ" ยิ่ง "Wake region" มีขนาดใหญ่มากเท่าไหร่ ก็จะยิ่งมี "แรงต้านอากาศ" มากเท่านั้น

​

นอกจาก "Wake region" แล้ว ยังมีการไหลของอากาศอีกชนิดหนึ่งซึ่งมีรูปแบบการไหลที่เป็นระเบียบมากกว่า (ปั่นป่วนน้อยกว่า) นั่นก็คือ "Locked Vortex Flow" ซึ่งผมได้อธิบายไว้ในบทความตอนที่แล้ว ซึ่งโดยปกติแล้ว "Locked Vortex Flow" จะเกิดขึ้นบริเวณกระบะของรถที่ "ปิดฝาท้าย" แต่อย่างไรก็ดี "Locked Vortex Flow" ก็ถือเป็นต้นเหตุของการสร้าง "แรงต้านอากาศ" เช่นเดียวกัน หากแต่แรงต้านที่สร้างขึ้นมานั้น มีค่าน้อยกว่า "Wake region" อยู่หลายขุมนัก

เพราะฉะนั้นแล้ว วิธีที่ "ง่ายที่สุด" ที่จะลดแรงต้านอากาศก็คือ การลดขนาดของ "Wake region" หรือลดขนาดของ "Locked Vortex Flow" นั่นเอง จะสังเกตได้อย่างชัดเจนว่า สำหรับรถกระบะที่มีการติด "ฝาครอบกระบะ" จะมีขนาดของ "Locked Vortex Flow" ที่เล็กกว่ามาก จึงเป็นผลให้เกิดแรงต้านอากาศน้อยกว่านั่นเอง และจากผลการทดสอบพบว่า การติดตั้ง "ฝาครอบกระบะ" ทำให้แรงต้านอากาศลดลงไปมากถึง 7% เลยทีเดียว ซึ่งถือว่าลดไปได้ "เยอะมากๆ" เลยนะครับ

​

เพราะฉะนั้น เราสามารถสรุปผลการทดสอบครั้งนี้ได้ว่า...

"ฝาครอบกระบะ" สามารถลดแรงต้านอากาศได้สูงสุดถึง 7% ซึ่งถือว่าเป็นตัวเลขที่ไม่น้อยเลยทีเดียว สำหรับรถกระบะแล้ว ผมเชื่อเหลือเกินว่า... ในบรรดาแอโรพาร์ททั้งหมดที่ขายอยู่ในตลาดบ้านเรา...

"ไม่มีแอโรพาร์ทชิ้นไหนแล้ว ที่จะสามารถลดแรงต้านอากาศได้มากเท่ากับ 'ฝาครอบกระบะ'"​

เพราะฉะนั้น ผมจึงยกให้มันเป็น "แอโรพาร์ทที่ดีที่สุดของรถกระบะ" อย่างปฏิเสธไม่ได้ และการที่เราสามารถลดแรงต้านอากาศได้มากขนาดนี้ จะส่งผลให้รถประหยัดน้ำมันเพิ่มขึ้นโดยเฉลี่ยแล้ว 2-3% ซึ่งถือว่าค่อนข้างน่าประทับใจมากเลยทีเดียว

​

ส่วนผลการทดสอบของ "ผ้าใบคลุมกระบะ" นั้น ปรากฏว่าสามารถลดแรงต้านอากาศได้เช่นเดียวกัน แต่จะสามารถลดได้น้อยกว่า "ฝาครอบกระบะ" นั่นก็คือลดได้ประมาณ 5-6% สาเหตุที่ทำให้ผ้าใบคลุมกระบะลดแรงต้านได้น้อยกว่าก็คือว่า ในขณะที่รถวิ่งด้วยความเร็วสูงๆ ผ้าใบคลุมกระบะจะ "กระพือ" ขึ้นลง การเคลื่อนที่ของผ้าใบในแนวขึ้นลงนี้จะ "รบกวน" (Disturb) การไหลของอากาศภายในบริเวณกระบะ เป็นผลให้ลดแรงต้านได้น้อยกว่า ส่วน "ฝาครอบกระบะ" นั้น ถูกผลิตมาจากไฟเบอร์กลาสขึ้นรูป ดังนั้นจึงไม่มีการกระเพื่อมขึ้นลง ทำให้อากาศสามารถไหลผ่านไปได้สะดวกมากกว่า อย่างไรก็ตามสำหรับฝาครอบกระบะที่มีน้ำหนักมากเกินไป ก็จะกลายเป็นว่าทำให้รถกินน้ำมันเพิ่มขึ้นก็เป็นไปได้นะครับ

​

นอกจากช่วยปกป้องสัมภาระของเราแล้ว ฝาครอบกระบะยังสามารถลด "แรงต้านอากาศ" ซึ่งทำให้รถประหยัดน้ำมันเพิ่มขึ้นอีกด้วย จึงถือว่าเป็นหนึ่งในอุปกรณ์ที่สาวกกระบะดีเซลควรมีไว้ในครอบครองเป็นอย่างยิ่ง และถ้าใครติดตามข่าวเรื่องราคาน้ำมันก็คงจะทราบกันดีนะครับว่า น้ำมันดีเซลเริ่มส่อแววที่จะแพงขึ้นนะแล้วครับ หลังจากที่มันถูกตรึงไว้ที่ 30 บาทมานานหลายปีมากๆ แล้ว เพราะฉะนั้น สำหรับสาวกกระบะดีเซลแล้ว ถ้าใครกำลังมองหาของแต่งรถที่ใช้งานได้สารพัดประโยชน์ แถมยังช่วยประหยัดน้ำมันแล้วล่ะก็ "ฝาครอบกระบะ" ก็เป็นหนึ่งในตัวเลือกที่น่าสนใจนะครับ...

ก็จบถ้วนกระบวนความไปแล้วนะครับสำหรับบทความเรื่อง "กระบะเล่นลม ตอนที่ 2" ผมหวังว่าท่านผู้อ่านจะได้รับความรู้จากบทความนี้ไม่มากก็น้อยนะครับ และในบทความตอนต่อไปของ "กระบะเล่นลม" เราจะมาค้นหากันต่อว่า มีแอโรพาร์ทชิ้นไหนอีกบ้างนะ ที่สามารถลดแรงต้านอากาศได้? โดยท่านผู้อ่านสามารถติดตามบทความตอนต่อไป

เอกสารอ้างอิง (Reference Paper)
How Tonneau Covers Affect The Coefficient of Drag : Megan McKernen, Research & Information Specialist, Specialty Equipment Market Association 2007

ที่มา: http://johsautolife.com/