🏎️💨 Downforce, Dirty Air, Ground Effect, DRS! คืออะไร 🤔❓

หลังจากที่หลายๆ คนได้ดูหนัง 𝐅𝟏® 𝐓𝐡𝐞 𝐌𝐨𝐯𝐢𝐞 ที่เข้าฉายในโรงภาพยนตร์ อาจจะมีข้อสงสัยเกี่ยวกับศัพท์เทคนิคที่ได้ยินบ่อยๆ คำเหล่านี้มันคืออะไร และมีบทบาทต่อเราในฐานะวิศวกรอย่างไร?

วันนี้ผู้เขียนจะพาไปทำความเข้าใจง่ายๆ สไตล์หนุ่มเนิร์ดวิศวกรรมกัน!

รถแข่ง Formula 1 คือสุดยอดผลงานของวิศวกรรมยานยนต์ โดยเฉพาะในด้าน อากาศพลศาสตร์ (Aerodynamics) ที่มีบทบาทสำคัญอย่างมากกับการที่รถหนึ่งคันจะสามารถชนะคู่แข่งได้ แม้เครื่องยนต์จะแรง ️ แต่ถ้า “แรงลม” ไม่เป็นใจ รถก็อาจช้ากว่าคู่แข่งที่แอโร่ดีกว่าได้ง่ายๆ

---

𝐃𝐨𝐰𝐧𝐟𝐨𝐫𝐜𝐞 – กดไว้เพื่อเกาะ

Downforce คือแรงกดที่ทำให้รถติดอยู่กับพื้นถนน แรงนี้เกิดจากการออกแบบชิ้นส่วนอากาศพลศาสตร์ เช่น ปีกหน้า (Front Wing), ปีกหลัง (Rear Wing), ดิฟฟิวเซอร์ และพื้นรถ

แรงกดนี้จะช่วยให้รถเข้าโค้งได้เร็วขึ้น เบรกได้มั่นคง และเร่งออกจากโค้งได้โดยไม่ลื่นไถล

ในเชิงวิศวกรรม มันคือการใช้ “แรงยก” แบบกลับด้าน (Negative Lift) ผ่านหลักการเดียวกับการออกแบบปีกเครื่องบิน แต่แทนที่จะแรงจะมีทิศทางชี้ขึ้น เรากลับต้องการให้มันกดลง

ปัจจัยที่มีผลต่อ Downforce – มุมปีก (Wing Angle of Attack)

มุมของปีกที่ตั้งขึ้นมาก (Steeper Angle) จะเพิ่ม Downforce แต่ก็เพิ่ม Drag ด้วย

วิศวกรต้องหาจุดสมดุลระหว่าง แรงกด และ แรงต้าน (Drag) เพื่อให้เหมาะกับสนามที่ใช้

---

𝐃𝐢𝐫𝐭𝐲 𝐀𝐢𝐫 – อากาศปั่นป่วนที่คุณไม่อยากตามหลัง

Dirty Air คือกระแสลมที่ปั่นป่วนจากรถคันหน้า ทำให้รถที่ตามหลังได้รับอากาศที่ไม่มีความราบเรียบ

ผลคือ แอร์โรไดนามิกของรถที่ตามหลังจะทำงานได้ไม่เต็มที่ โดยเฉพาะ อุปกรณ์ที่มีความจำเป็นและเกี่ยวข้องกับ Aerodynamics อย่าง Front / Rear wing การสร้าง Downforce จะลดลง ทำให้เข้าโค้งได้ยากขึ้นและสูญเสียการยึดเกาะ

รถ F1 จึงพยายามเว้นระยะห่าง หรือเลือกเส้นทางที่เลี่ยง Dirty Air ขณะไล่ตามคู่แข่ง

แต่ใช่ว่า Dirty Air จะไม่สามารถเกิดจากรถของเราเองแม้จะเป็นรถคันเดียวกัน แต่ลมที่ไหลผ่าน ปีกหน้า (Front Wing) หรือ ล้อหน้า อาจสร้างกระแสอากาศหมุน (Vortices) ซึ่งไปกระทบ พื้นรถ, sidepod, หรือปีกหลัง (Rear Wing)

หากการออกแบบไม่ดี หรือควบคุมทิศทางลมไม่เหมาะสม ก็อาจทำให้:

การไหลของอากาศเข้าสู่ดิฟฟิวเซอร์เสียประสิทธิภาพ

ปีกหลังทำงานไม่ได้เต็มที่

---

𝐆𝐫𝐨𝐮𝐧𝐝 𝐄𝐟𝐟𝐞𝐜𝐭 – พื้นรถก็สร้างแรงกดได้

ในยุคปัจจุบัน F1 กลับมาใช้เทคโนโลยี Ground Effect อีกครั้ง โดยออกแบบพื้นรถให้มีช่องว่างพิเศษใต้ท้องรถ

เมื่ออากาศไหลผ่านใต้พื้น มันจะถูกเร่งความเร็วและความดันลดลงตามกฎ Bernoulli ทำให้รถถูกดูดติดกับพื้นแบบ “สูญญากาศทางฟิสิกส์”

ข้อดีคือสร้าง Downforce ได้มาก โดยไม่เพิ่มแรงต้านอากาศ (Drag) มากเท่าปีก ทำให้รถเร็วขึ้นทั้งทางตรงและทางโค้ง

---

𝐃𝐑𝐒 – แรงกดหาย ความเร็วมา

DRS (Drag Reduction System) คือระบบลดแรงต้านอากาศในช่วงแซง โดยจะเปิดแผงปีกหลังให้แบนราบ เมื่อเปิด DRS แรงกดจะลดลง แต่รถจะวิ่งตรงได้เร็วขึ้น เหมาะสำหรับใช้ในทางตรงเพื่อไล่แซงคู่แข่ง

---

แล้วสิ่งเหล่านี้เกี่ยวกับวิศวกรในสายออกแบบอย่างไร?

สำหรับวิศวกร ไม่ว่าจะยานยนต์ หรืออากาศยาน คำเหล่านี้คือบทเรียนในโลกจริงของการนำฟิสิกส์มาประยุกต์

ใน F1 ทุกองศาของปีก ทุกช่องลม ทุกพื้นผิว ล้วนมีผลกับเวลาในสนามแข่ง

หลายๆท่านอาจจะมองว่าเป็นเรื่องไกลตัว แต่จริงๆแล้วอากาศพลศาสตร์เป็นเรื่องใกล้ตัวเรามาก โดยเฉพาะหากเราอยู่ในอุตสาหกรรมยานยนต์ที่จำเป็นต้องออกแบบชิ้นส่วนที่มีผลกระทบโดยตรงจากอากาศพลศาสตร์ 

การนำหลักฟิสิกส์เกี่ยวกับการไหลของอากาศมาใช้เพื่อลดแรงต้าน (drag), เพิ่มเสถียรภาพ (stability), ลดเสียงลม (wind noise) และประหยัดพลังงาน (fuel efficiency หรือ battery range)

แม้จะไม่ถึงระดับ F1 แต่การออกแบบชิ้นส่วนรถทั่วไปก็สามารถใช้หลัก Aerodynamics ได้อย่างชัดเจนในหลายจุด

นี่คือเวทีที่วิศวกรรมถูกผลักไปสุดขอบ ทั้งการวิเคราะห์ CFD, การทดสอบในอุโมงค์ลม, และการออกแบบโครงสร้างน้ำหนักเบาแต่แข็งแรง

---

ค้นคว้าเกี่ยวกับโซลูชันเพิ่มเติม

📍 ติดต่อสอบถามข้อมูลเพิ่มเติม หรือนัดหมายเข้าพบ

+66(2)632-9112

Sales_TH@th.dentsusoken.com

---

👨🏻‍💻 เขียนและวิเคราะห์บทความโดย: 

นิธิกิตติ์ ธนธีรารังสรรค์

Manufacturing Dept. Team Leader 

ผู้เชี่ยวชาญและผู้ฝึกสอนโซลูชั่น CAE ที่มีประสบการณ์ในการวิเคราะห์และออกแบบอากาศพลศาสตร์ของอากาศยานไร้คนขับแบบไฟฟ้าและพลังงานแสงอาทิตย์ด้วยเทคนิคพลศาสตร์ของไหลเชิงคำนวณ (CFD) การวิเคราะห์และออกแบบกลไกกระเป๋าใส่เครดิตการ์ดแบบพกพา การวิเคราะห์สาเหตุการหยุดทำงานเนื่องจากปัจจัยความร้อนของ Outdoor Unit ในอุตสาหกรรมเครื่องปรับอากาศ การวิเคราะห์การสูญเสียแรงดันในท่ออากาศ และอื่นๆ

Connect Author’s LinkedIn : www.linkedin.com/in/nithikitt