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
จุดเด่นของรถคันนี้อยู่ที่การดีไซน์ ด้วยรูปทรงที่เรียบๆ ง่ายๆ ไม่หวือหวา ประกอบกับเส้นสายที่โค้งมนและลื่นไหล ทำให้ RCZ เป็นรถที่มีเอกลักษณ์ไม่ซ้ำใคร โดยเฉพาะอย่างยิ่งหลังคารูปทรงโค้งที่เรียกว่า “Double-bubble” ซึ่งถือว่าเป็นไฮไลท์ของการดีไซน์รถคันนี้ จุดนี้ถือเป็นจุดที่สะดุดตามากที่สุดของรถคันนี้ก็ว่าได้ หลังคารูปทรงโค้งเป็นจุดแรกที่ดึงดูดสายตาของผู้ที่พบเห็น และหลังคารูปทรงโค้งก็ได้กลายเป็นเอกลักษณ์ของ RCZ ไปโดยปริยาย
2014 Peugeot CRZ
หลังคาของ RCZ เป็นแบบ Double-bubble ซึ่งมีลักษณะเป็นโดม 2 โดม นูนขึ้นมาและทอดยาวจนไปถึงกระจกหลัง การออกแบบและสร้างหลังคารูปแบบนี้แสดงให้ห็นถึงความสามารถทางวิศวกรรมขั้นสูงของ Peugeot โดยเฉพาะอย่างยิ่งการขึ้นรูปกระจกหลังที่โค้งรับกับหลังคานั้นไม่ใช่เรื่องง่ายเลย
2014 Peugeot CRZ
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
ต่อไปเราจะมาพูดถึงวัตถุประสงค์ของการออกแบบหลังคาแบบ Double-bubble วัตถุประสงค์ประการแรกนั้นคงหนีไม่พ้นเรื่องของความสวยงาม การออกแบบหลังคาโค้งในลักษณะนี้จะทำให้รถมีภาพลักษณ์ที่เป็นพลวัต (Dynamic) มากขึ้น หรือพูดง่ายๆ ก็คือ ทำให้รถดูเหมือนกับพร้อมที่จะเคลื่อนที่ตลอดเวลา แม้กระทั่งตอนที่จอดนิ่งอยู่กับที่ ซึ่งอิมเมจแบบนี้ เป็นสิ่งที่ขาดไม่ได้สำหรับรถสปอร์ตสมรรถนะสูง เพราะฉะนั้น รถรุ่นแรกๆ ที่มีการออกแบบหลังคาในลักษณะนี้จะเป็นรถสปอร์ตเครื่องแรงซะส่วนใหญ่
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
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
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
กล่าวโดยสรุปได้ว่า หลังคารถยนต์แบบ Double-bubble นอกจากจะแสดงถึงการดีไซน์ที่มีกลิ่นอายความเป็นอิตาเลียนได้อย่างชัดเจนแล้ว การออกแบบหลังคาแบบนี้ยังมีบทบาทสำคัญในเรื่องแอโรไดนามิคส์อีกด้วย โดยที่หลังคาแบบ Double-bubble จะช่วยเพิ่มสมรรถนะทางอากาศพลศาสตร์ โดยอาศัยหลักการต่อไปนี้ หลักการแรกก็คือ หลังคาแบบ Double-bubble จะช่วยลดพื้นที่หน้าตัด (เมื่อเปรียบเทียบกับรถที่มีความสูงเท่ากัน) ซึ่งจะส่งผลให้แรงต้านอากาศลดลง เมื่อแรงต้านอากาศลดลงแล้ว อัตราการบริโภคน้ำมันก็จะลดลง และยังสามารถทำความเร็วสูงสุดได้มากขึ้นอีกด้วย หลักการ 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, Dodge Viper, Lamborghini Aventador, Mazda RX-7
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
All New Toyota Vios 2013
สำหรับรูปลักษณ์ภายนอกของ New Vios นั้น เห็นได้ชัดว่าใหญ่กว่าและบึกบึนกว่ารุ่นก่อนอย่างชัดเจน เมื่อมองดูจากด้านข้างแล้ว เส้นสายด้านข้างตัวรถก็ทำให้รถดูปราดเปรียวคล่องแคล่ว สมกับเป็นรถซิตี้คาร์ยอดนิยม อีกทั้งมุมลาดเอียงของกระจกหน้า ซึ่งลาดยาวไปบนหลังคา ตลอดจนถึงกระจกหลัง ยิ่งทำให้รถดูเพรียวลมมากขึ้นไปอีก เมื่อมองจากมุมบน จะเห็นว่าหลังคา… เอ๊ะ!? ทำไมหลังคามันปูดๆ บวมๆ เหมือนกับโดนลูกมะม่วงตกใส่ เอ๊ะ!? มันยังไงกันแน่?
Vios 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
Vios Stabilizers
การออกแบบเชิงอากาศพลศาสตร์ที่ล้ำหน้า ประกอบกับรูปลักษณ์ที่ทันสมัย ปราดเปรียว รวมไปถึงเทคโนโลยีของเครื่องยนต์และเทคโนโลยีด้านความปลอดภัย ทำให้ All New Toyota Vios 2013 เป็นรถซิตี้คาร์อีกคันหนึ่งที่ได้รับความนิยมและทำยอดขายได้อันดับต้นๆของตลาดในประเทศไทย
3. Boomerang-shaped Grooves: Nissan March
Nissan Micra (March)
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
Nissan Micra (March)
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
วัตถุประสงค์ประการที่สองนั่นก็คือ การมี Grooves จะช่วยลดเสียงลมที่เกิดขึ้นภายในห้องโดยสาร (Wind noise) แล้วมันลดเสียงลมได้อย่างไร? หลักการทำงานในหัวข้อนี้ยังไม่มีข้อมูลมากนัก แต่เท่าที่ทราบก็คือ Grooves จะช่วยเปลี่ยนทิศทางของลมที่ไหลผ่านหลังคา ทำให้เสียงลมลดลงนั่นเอง คิดง่ายๆ ก็คือ 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
- ผู้ที่สนใจสามารถศึกษาเพิ่มเติมได้ จาก “Wikipedia” ในหัวข้อ “Hydrodynamic Drag”
- http://www.autohub360.com/index.php/2012-nissan-micra-2465/
- http://forums.finalgear.com/post-your-car/mitsubishi-evo-8-mr-22669/page-2/
