TP Racing Service

ไขปริศนา "ช่วงล่างที่ไม่ยุบตัว" ของ McLaren: เทคนิคพลิกเกมที่พาทีมสู่ชัยชนะใน Formula 1
ทีม McLaren กำลังทำบางสิ่งที่ "ไม่ธรรมดาอย่างยิ่ง" กับระบบกันสะเทือนของพวกเขา อันที่จริงแล้ว มันอาจจะดูเหมือนว่าพวกเขาแทบจะไม่ได้ใช้ระบบกันสะเทือนเลยด้วยซ้ำ!
พวกเขาเพิ่งจะคว้าชัยชนะอย่างขาดลอยที่ประเทศออสเตรีย ในขณะที่ยางของทีมอื่นๆ กำลัง "ละลาย" ยางของ McLaren กลับยังคงอยู่ในสภาพที่สมบูรณ์แบบตลอดระยะทางการแข่งขัน และนี่คือข้อได้เปรียบครั้งใหญ่ของพวกเขา
และ สก็อตต์ มานเซลล์ จะพาเจาะลึกเพื่อค้นหาว่าเกิดอะไรขึ้นกันแน่
ในช่วงหลายเดือนที่ผ่านมา ทั่วทั้ง แพ็ดด็อก ของ F1 เต็มไปด้วยทฤษฎีที่น่าทึ่งและดูจะเกินจริงไปบ้างเกี่ยวกับสาเหตุที่ทำให้รถแข่งของ McLaren รวดเร็วและถนอมยางได้อย่างยอดเยี่ยม
ทฤษฎีที่ดูจะหลุดโลกที่สุดคือการที่ McLaren อาจจะแอบ "ฉีดน้ำ" เข้าไปในยาง Pirelli เพื่อสร้างระบบระบายความร้อนภายใน หรือแม้กระทั่งการใช้ "วัสดุเปลี่ยนสถานะ" (Phase Change Materials) เพื่อชะลอความร้อนของยางจากระบบเบรก
ทีม Red Bull ถึงกับได้ใช้กล้องจับความร้อนเพื่อส่องไปที่ดรัมเบรกของ McLaren และพบกับ "จุดที่เย็น" ซึ่งเป็นสิ่งที่ไม่น่าจะเกิดขึ้นได้เลย และสิ่งนี้ก็ได้จุดประกายทฤษฎีอื่นๆ ตามมาอีกมากมาย
แต่หลังจากที่ FIA ได้ทำการตรวจสอบอย่างละเอียดหลายต่อหลายครั้ง พวกเขาก็พบว่าระบบของ McLaren นั้นถูกกฎทุกประการ แต่ก็เต็มไปด้วยความชาญฉลาด และความลับนั้นอาจจะซ่อนอยู่ในอีกส่วนหนึ่งของตัวรถ นั่นคือ "ระบบกันสะเทือน"
ปัญหาพื้นฐาน: ความไม่เสถียรของแอโรไดนามิกส์ขณะเบรก
รถแข่ง F1 ในยุคปัจจุบันสร้างแรงกด (Downforce) ส่วนใหญ่มาจาก "พื้นรถ" (Floor) ซึ่งเป็นพื้นผิวตามหลักอากาศพลศาสตร์ขนาดใหญ่ใต้ท้องรถที่ทำงานเหมือนกับปีกของเครื่องบินที่กลับหัว ยิ่งคุณสามารถรักษาให้พื้นรถขนาดใหญ่นี้อยู่ใกล้กับพื้นถนนได้มากเท่าไหร่ (โดยที่ไม่สัมผัสกับพื้นจนอากาศไม่สามารถไหลผ่านได้) มันก็จะยิ่งทำงานได้ดีขึ้นเท่านั้น
ในขณะที่รถวิ่งด้วยความเร็วคงที่ในทางตรง การรักษาระยะห่างนี้เป็นเรื่องง่าย แต่ในสนามแข่งนั้นมีโค้ง ซึ่งหมายความว่าคุณจะต้องทำการเบรก, เลี้ยว, และเร่งความเร็ว
เมื่อรถแข่ง F1 ทั่วไปทำการเบรกอย่างหนักหน่วง ตัวรถจะเกิดอาการ "หน้าทิ่ม" (Dive) คือจมูกรถจะกดต่ำลงและส่วนท้ายจะยกสูงขึ้น
เมื่อรถเกิดอาการเช่นนี้ มุมและระยะห่างของพื้นรถกับพื้นถนนก็จะเปลี่ยนแปลงไป ส่งผลให้กระแสลมที่ไหลอยู่ใต้ท้องรถซึ่งถูกออกแบบมาอย่างดีเกิดการปั่นป่วน พื้นรถทั้งแผ่นจะทำงานได้ไม่เต็มประสิทธิภาพ
และในทันใดนั้นคุณก็อาจจะสูญเสียแรงกดไปเป็นจำนวนมาก ทั้งหมดนี้เกิดขึ้นในจังหวะที่สำคัญที่สุดของการเข้าโค้ง
ทางออกของ McLaren: แพลตฟอร์มแอโรไดนามิกส์ที่นิ่งสนิท
แต่ทีม McLaren ได้ทำการเปลี่ยนแปลงรูปทรงเรขาคณิตของระบบกันสะเทือนของพวกเขา เพื่อสร้าง "แพลตฟอร์มแอโรไดนามิกส์ที่นิ่งและเสถียรอย่างยิ่งยวด" ในขณะเบรก เพื่อที่จะรักษาระยะห่างที่ส่วนหน้าของพื้นรถให้คงที่
แม้ว่าตัวรถจะกำลังเบรกอย่างหนักและโดยปกติแล้วควรจะเกิดอาการหน้าทิ่มก็ตาม และนั่นทำให้ระบบอากาศพลศาสตร์ของพื้นรถสามารถทำงานได้อย่างสมบูรณ์แบบเกือบตลอดเวลา
แนวคิดนี้ไม่ใช่เรื่องใหม่ทั้งหมด ในอดีต ทีมต่างๆ ก็เคยพยายามที่จะแก้ไขปัญหานี้มาแล้ว เช่น ทีม Williams ที่เคยทดลองใช้รถที่มีระบบกันสะเทือนแบบแข็งทื่อ หรือทีม Lotus กับรถแข่งในตำนานรุ่น Type 88 ที่มีระบบแชสซีสองชั้น ซึ่งทั้งหมดนี้ก็มีเป้าหมายเดียวกันคือการรักษาพื้นรถให้อยู่ในตำแหน่งที่มีประสิทธิภาพสูงสุดและมีระยะห่างจากพื้นถนนที่คงที่
เบื้องหลังความมหัศจรรย์: "Anti-Dive" ขั้นสุดยอด
แล้ว McLaren ทำสิ่งนี้ได้อย่างไร?
คำตอบอยู่ที่การออกแบบรูปทรงเรขาคณิตของระบบกันสะเทือนหน้าที่เรียกว่า "Anti-Dive" ในระดับสุดขั้ว
โดยปกติแล้ว ในรถแข่งที่ไม่มีระบบ Anti-Dive ปีกนก (Wishbones) ของระบบกันสะเทือนจะถูกติดตั้งให้ขนานไปกับพื้นถนน เมื่อทำการเบรก แรงทั้งหมดจะถูกส่งผ่านเข้ามาในแนวราบ ทำให้สปริงและแดมเปอร์ต้องรับภาระการถ่ายเทน้ำหนักทั้งหมดไปเต็มๆ ซึ่งเป็นสาเหตุที่ทำให้หน้ารถทิ่มลง
แต่ในระบบ Anti-Dive นั้น วิศวกรจะทำการเปลี่ยนมุมการติดตั้งของปีกนก (โดยเฉพาะปีกนกบน) ให้มีความลาดเอียงมากขึ้น
ฟิสิกส์เบื้องหลังเรื่องนี้คือ ระบบ Anti-Dive ไม่ได้ช่วย "ลด" ปริมาณการถ่ายเทน้ำหนักทั้งหมด (ซึ่งยังคงมีน้ำหนักราว 300 กิโลกรัมที่เคลื่อนจากด้านหลังมาด้านหน้าขณะเบรก) แต่มัน "เปลี่ยนวิธีการจัดการ" กับการถ่ายเทน้ำหนักนั้นแทน
แทนที่แรงทั้งหมดจะถูกส่งผ่านไปยังสปริงและทำให้เกิดการยุบตัว รูปทรงเรขาคณิตแบบ Anti-Dive จะช่วย "เปลี่ยนทิศทาง" ของแรงเบรกบางส่วนให้ส่งผ่านโดยตรงไปยังชิ้นส่วนที่แข็งแกร่งของระบบกันสะเทือนเอง เช่น ปีกนก และจุดยึดกับแชสซี
ทีมส่วนใหญ่ใน F1 จะใช้ระบบ Anti-Dive ในระดับประมาณ 30-60% แต่สิ่งที่ McLaren ทำคือการออกแบบให้มัน "สุดขั้ว" โดยการปรับตำแหน่งจุดยึดด้านหลังของปีกนกบนให้ต่ำลงกว่าปกติมาก ทำให้เกิดมุมที่ลาดชันอย่างยิ่งยวด ซึ่งส่งผลให้พวกเขาสามารถจัดการกับการถ่ายเทน้ำหนักได้เกือบทั้งหมด (อาจจะใกล้เคียง 100%) ผ่านโครงสร้างของระบบกันสะเทือนเอง
ผลลัพธ์ก็คือ เมื่อนักขับ McLaren เหยียบเบรก จะแทบไม่มีการยุบตัวของสปริงเลย แรงเบรกจะสร้างแรงปฏิกิริยาในทิศทาง "ดันขึ้น" ผ่านรูปทรงเรขาคณิตของระบบกันสะเทือน ทำให้รถสามารถรักษาสภาพที่ "ขนานกับพื้น" เอาไว้ได้ และนั่นก็ทำให้แพลตฟอร์มแอโรไดนามิกส์มีความเสถียรและพื้นรถทำงานได้อย่างเต็มประสิทธิภาพนั่นเอง
ข้อแลกเปลี่ยน: ประสิทธิภาพ ปะทะ ความรู้สึกของนักขับ
อย่างไรก็ตาม เทคนิคนี้ก็มาพร้อมกับ "ข้อแลกเปลี่ยน" ที่สำคัญอย่างยิ่งสำหรับนักขับ นั่นคือมันทำให้รถแข่งมีความรู้สึกที่ "ทื่อและไร้ความรู้สึก" และทำให้การขับขี่ไปให้ถึงขีดจำกัดทำได้ยากขึ้น เพราะมันยากที่จะ "รู้สึก" ได้ว่าขีดจำกัดที่แท้จริงนั้นอยู่ที่ไหน
แลนโด้ นอร์ริส เคยบ่นเกี่ยวกับเรื่องนี้อย่างมาก เขากล่าวว่ารถแข่งขาด "ความรู้สึก" ที่เคยมีในรถของปีก่อนหน้า และเขาสูญเสีย "ความเชื่อมโยงที่ลึกซึ้ง" กับตัวรถไป โดยเฉพาะอย่างยิ่งในจังหวะเข้าโค้ง ซึ่งเป็นช่วงเวลาที่ความรู้สึกของนักขับมีความสำคัญที่สุด
ทีมส่วนใหญ่ในสถานการณ์เช่นนี้อาจจะบอกให้นักขับของตนเอง "ปรับตัว" เข้าหารถ แต่ McLaren กลับสร้าง "รูปทรงเรขาคณิตของระบบกันสะเทือนหน้าแบบพิเศษสำหรับ แลนโด โดยเฉพาะ" ขึ้นมา!
ในการแข่งขันที่ พวกเขาได้ทำการปรับมุมการติดตั้งของปีกนกบนใหม่ ซึ่งทำให้ปีกนกของ แลนโด้ ดูหนาขึ้นเล็กน้อยและมีมุมโค้งที่แตกต่างจากของ ออสการ์ ปิอัสตรี เพื่อนร่วมทีมของเขา (ซึ่งเลือกที่จะยังคงใช้ระบบดั้งเดิมต่อไปเพราะเขาพอใจกับความสม่ำเสมอของมันแล้ว)
ประโยชน์อีกต่อ: การจัดการยางที่เหนือกว่า
นอกเหนือจากประโยชน์ทางด้านแอโรไดนามิกส์แล้ว ระบบกันสะเทือนนี้ยังมีประโยชน์อีกอย่างหนึ่งที่สำคัญอย่างยิ่ง นั่นคือ "การจัดการยาง" เราทราบดีว่ายาง F1 ในปัจจุบันจะทำงานได้ดีก็ต่อเมื่ออยู่ในช่วงอุณหภูมิที่เหมาะสมเท่านั้น
ในรถแข่งทั่วไปที่เกิดอาการหน้าทิ่มขณะเบรก แรงกดและภาระที่กระทำต่อยางจะมีการเปลี่ยนแปลงอยู่ตลอดเวลา ทำให้เกิดอุณหภูมิที่พุ่งสูงขึ้นอย่างรวดเร็วและทำให้ยางร้อนจัดเกินไปได้ง่าย
แต่เนื่องจากรถแข่งของ McLaren สามารถรักษาสภาพที่ขนานกับพื้นได้ตลอดเวลา แรงกดที่กระทำต่อยางจึงมีความสม่ำเสมอมากกว่า และมีการเปลี่ยนแปลงของภาระบนยางที่น้อยกว่ามาก ซึ่งหมายความว่ามันจะสามารถถนอมยางได้ดีกว่าตลอดระยะทางการแข่งขันนั่นเอง
โดยสรุปแล้ว ความสำเร็จของ McLaren มันคือการที่ทุกๆ ส่วนของการพัฒนาทำงานร่วมกันได้อย่างสมบูรณ์แบบ เทคนิค "ช่วงล่างที่ไม่ยุบตัว" (หรือระบบ Anti-Dive ขั้นสุดยอด) ของพวกเขา คือปรัชญาทางวิศวกรรมที่ชาญฉลาด ซึ่งยอมที่จะแลกเปลี่ยนความรู้สึกบางส่วนของนักขับกับความได้เปรียบมหาศาลทางด้านเสถียรภาพของแอโรไดนามิกส์และอายุการใช้งานของยาง
ซึ่งเป็นข้อแลกเปลี่ยนที่เห็นได้ชัดว่าคุ้มค่าและได้ผลักดันให้พวกเขากลับมาสู่แถวหน้าของการแข่งขันอีกครั้ง
ภาพ: McLaren