รูปร่างของซี่ล้อคือปัจจัยสำคัญ
รูปร่างของซี่ล้อ
...หนึ่งในกุญแจสำคัญเกี่ยวกับซี่ล้อเกิดขึ้นเมื่อการศึกษาพบว่าแรงฉุดด้านหลังของล้อลดลงอย่างมากเมื่อล้อมีจำนวนซี่น้อยลง การทดสอบในยุคแรกๆศึกษาไปที่การหาจำนวนซี่ล้อที่เหมาะสมแต่ซี่ล้อทั้งหมดยังคงเป็นซี่ล้อกลมแบบปกติ ซึ่งวิธีเดียวที่จะลดแรงฉุดได้ก็คือการลดจำนวนซี่ลงให้ได้มากที่สุด
...หน้ายางมีผลกับการแหวกอากาศไปเบื้องหน้าพอๆกันกับความสามารถของขอบล้อ ดังนั้นการออกแบบล้อที่ดีหมายถึงควบคุมอากาศที่ไหลผ่านหน้ายางเข้ามาสู่ล้อให้เกิดแรงฉุดด้านหลังน้อยที่สุดซึ่งซี่ล้อคือปัจจัยสำคัญที่มาเกี่ยวข้องทันทีกับกระแสอากาศที่ผ่านพ้นหน้ายางเข้ามา การศึกษาซี่ล้อเกือบท้้งหมดเป็นงานด้านวิศวกรรมโครงสร้างเป้นหลัก เพราะเชื่อกันมาตลอดว่าหน้าที่ของซี่ล้อคือการเป้นโครงสร้างและเป็นปัจจัยของความแข็งแรงของล้อซึ่งจะตามมาด้วยน้ำหนักและความแข็งแรง นักออกแบบเคยแต่หาความสมดุลย์ของสองข้อนี้มาตลอด จนเมื่อปลายยุคทศวรรษที่ 80s ถึงต้นยุค 90s นักออกแบบต้องคำนึงถึงปัจจัยใหม่ที่ทุกคนมุ่งความสนใจไปหา ซึ่งก็คือเรื่องของแอโรไดนามิคหรืออากาศพลศาสตร์นี้เอง การพัฒนาซี่ล้อเพื่อสมดุลย์เกณฑ์การออกแบบทั้งสามประการ ทำให้เกิดซี่ล้อแบบใบมีด หรือ ซี่แบบแบนขึ้นมา แรกเริ่มนั้นซี่แบบนี้มาจากการนำซี่ธรรมดาเข้าผ่านแรงดันจนได้รูปทรงแบน ซึ่งปัญหาก็คือการติดตั้งเข้ากับดุมล้อมาตรฐานที่ไม่ยอมรับซี่แบบพิเศษนี้ และรูปทรงที่ไม่เอื้อต่อการรับแรงนี้ทำให้ต้องเพิ่มปริมาณโครงสร้างเข้าไปอันเป็นที่มาของน้ำหนักที่มากเกินไป
...การพัฒนาต่อมาจึงมาเป้นลักษณะซี่ล้อแบบรี ซึ่งแก้ปัญหาเบื้องต้นได้สำเร็จขาดแต่เรื่องน้ำหนักที่ยังคงมากเกินไป อย่างไรก็ดีการศึกษาเปรียบเทียบระหว่างซี่แบบแบนและวงรีนั้นพบว่า แบบแบนมีแอโรไดนามิคดีกว่าซี่กลม และซี่วงรีก็ดูจะมีความสามารถใกล้เคียงกับซี่แบบแบน ทว่าเมื่อทดสอบด้วยลมด้านข้างที่นักแข่งต้องเจอมากกว่าลมด้านหน้า พบว่าซี่แบบแบนเกิดกระแสลมหมุนเป็นแรงฉุดอยู่ที่อีกด้านหนึ่งของซี่คอยหน่วงการเคลื่นอที่ในขณะที่ซี่แบบวงรีมีกระแสอากาศนี้น้อยกว่ามาก ดังนั้นในปี 1998 Zipp จึงก้าวเข้าสู่การใช้ซี่ลวดแบบรีนี้แทน
กระทั่งปี 2002 Zipp เลือกใช้ซี่ล้อที่มาจากบริษัทเบลเยียมเล็กๆบริษัทหนึ่งที่พัฒนาซี่ล้อขื้นมาและเป็นที่นิยมอย่างมากในการใช้งานของมืออาชีพ ครั้งหนึ่งที่วิศวกรของ Zipp เดินทางไปดูงานในยุโรป เขาพบว่ากว่า 7 ทีมชั้นนำในการแข่งขันแกรนด์ทัวร์ยอมจายเงินเพื่อซื้อซี่ล้อของบริษัทนี้ นำมาขึ้นล้อใหม่แทนที่จะใช้ล้อทั้งชุดจากผู้สนับสนุนของตนเอง มันคือซี่ล้อ Sapim CX-Ray ลวดแบบดับเบิลบัท รูปทรงถูกรีดให้มีหน้าตัดต่างกันตามด้วยการผ่านความร้อนเพื่อความแข็งแรงทางวัสดุศาสตร์ ที่ยืดอายุของมันออกไปมากกว่าซี่ปกติกว่าสองเท่า และสามารถสร้างแอโรไดนามิคที่ดีกว่าซี่แบบเดิมนิดหน่อย เมื่อข้อดีของซี่ล้อได้มาทั้งความลู่ลมบวกกับน้ำหนักที่เบาเช่นนี้ทำให้ Sapim กลายเป็นผู้ครองความเป็นสุดยอดของซี่ล้อไปโดยปริยาย
![รูปภาพ](http://image.ohozaa.com/ib/0000000000000000.jpg)
...ภาพด้านบนแสดงแรงฉุดทางด้านหลังที่ได้จากการคำนวนของคอมพิวเตอร์ที่ศึกษาจากสภาพความเร็ว 30 ไมล์ต่อชั่วโมง การคำนวนแสดงให้เห้นว่า แรงฉุดทางด้านหลังของซี่ล้อแบบกลมจะมีหน้าตัดของแรงกว้างเท่ากับแกนศูนย์กลางของซี่ล้อ และซี่ล้อแบบแบนซึ่งน่าจะแหวกอากาศได้ดีกลับมีแรงฉุดทางด้านหลังมากกว่าที่เกิดขึ้นบนซี่แบบรี เรายังได้ศึกษาต่อไปถึงปัจจัยของทิศทางกระแสอากาศเปรียบเทียบกับขอบล้อต่างๆของ Zipp รวมถึงคู่แข่งรายใหญ่จากอเมริกาและอิตาลี
![รูปภาพ](http://image.ohozaa.com/ir/20000000000000000.jpg)
...สิ่งแรกที่เห้นได้ชัดคือการพัฒนาที่ได้จากการเปลี่ยนจากซี่แบบใบมีดไปเป็นซี่แบบรีของล้อ 303 แบบเก่า ซึ่งล้อในยุคนั้นจะใช้จำนวนซี่ถึง 24 ซี่ และพัฒนามาเป้น 18 ซี่ ปัจจุบันจำนวนซี่และความสมบูรณ์ที่ได้จากซี่ CX-Ray คือ 20 ซี่ โดยที่มีน้ำหนักและความลู่ลมดีกว่าเดิมนิดหน่อยแต่ได้ความแข็งแรงมากกว่า หลังจากนั้น Zipp จึงลงทุนครั้งใหญ่เพื่อปรับเปลี่ยนการออกแบบและการผลิตขอบและดุมให้รองรับการใช้งานซี่ของ Sapim ให้ได้มากที่สุด แม้จะเป็นการลงทุนครั้งใหญ่แต่ผลลัพธ์ได้กลับมายิ่งใหญ่กว่า
...อีกสิ่งที่น่าสังเกตุก็คือ ล้อซี่ล้อกลมธรรมดา 16 ซี่จะมีแอโรไดนามิคใกล้เคียงกับซี่ล้อแบบใบมีด(แบน) 18 ซี่ ซึ่งแนวคิดแรกเริ่มว่าซี่แบบแบนน่าจะมีความสามารถทางอากาศพลศาสตร์ที่ดีกว่ามาก ทั้งนี้เนื่องมาจากระยะห่างระหว่างซี่ลวดกลมไปตรงกับระยะคลาดเคลื่อนของอุโมงค์ลม ซึ่งอุโมงค์ลมนี้ถูกออกแบบพิเศษให้หมุนล้อในกระแสอากาศด้วยความเร็วที่กำหนดได้ จากนั้นจึงประเมินปริมาณวัตต์ที่ต้องใช้ในการหมุนล้อให้ได้ความเร็วคงที่ ดังนั้นการศึกษาเพื่อความมั่นใจจึงต้องอาศัยทั้งการนำค่ากำลังของการหมุนไปศึกษาคู่กับการศึกษาปริมาณอากาศที่หมุนวนเป็นแรงฉุดด้านหลังซี่ล้อ
และแผนภูมิด้านล่างนี้คือค่าที่ได้เมื่อประเมินด้วยวัตต์เป็นหลัก
![รูปภาพ](http://image.ohozaa.com/in/20000000000000000.jpg)
...และสิ่งแรกที่น่าจะสังเกตุได้ชัดเจนอีกก็คือ กำลังที่ต้องใช้มากมายเพื่อหมุนล้อขอบ 46 มม. ใช้ซี่ลวดกลม ที่มากกว่าซี่แบบแบน ขอบเดียวกันอยู่กว่า 10 วัตต์ และยืนยันด้วยการทดสอบล้อ 303 ว่าซี่แบบวงรีก็มีแอโรไดนามิคมากกว่าซี่แบบแบนในทิศทางเดียวกัน รวมถึงพัฒนาการที่ได้มาจากการใชัซี่ Sapim CX-Ray เมื่อนำทั้งเรื่องของอากาศหมุนวนเป้นแรงฉุดและวัตต์ที่ใช้มาประเมินด้วยกันทั้งสองประการ ความต่างเพียงนิดจะกลายเป็นปัจจัยสำคัญขึ้นมาทันที จากการทดสอบยังพบอีกว่า การที่ล้อคู่แข่งจากอิตาลีมีความต้องการวัตต์ที่น้อยกว่าล้อ 303 นั้นเป็นปัจจัยที่มาจากความยาวของซี่ที่สั้นกว่า(ขอบสูงกว่า) ดังั้นความยาวของซี่เองกลับกลายเป็นปัจจัยสำคัญสำหรับการประเมินสมรรถนะของล้อ ทั้งนี้เราต้องไม่ลืมว่าความสูงของขอบไม่ได้สำคัญเหนือไปว่ารูปร่างของขอบเสียทั้งหมด ในภาพทิศทางลมต่างๆขอบที่แตกต่างจะทำงานร่วมกับซี่ที่เหมาะสมส่งให้เกิดสมรรถนะที่ดีกว่าได้
...การทดสอบทั้งหมดนี้ทำให้ Zipp คำนึงว่าแม้แต่ขอบที่ได้รับการออกแบบและทดสอบมาอย่างดีที่สุด หรือขอบใดๆที่ดีที่สุดในโลก เมื่อนำมาประกอบกับการเลือกใช้ซี่ที่ไม่มีแอโรไดนามิคที่ดีก็จะทำให้ล้อนั้นหมดความสามารถลงไปมาก ในทางกลับการ การเลือกซี่ที่ดีที่สุดก็จะยิ่งทำให้ล้อนั้นแหวกอากาศไปได้ดีที่สุดโดยมีน้ำหนักเบาและความแข็งแรงเต็มที่ มากที่สุดเช่นกัน
และเมื่อเราศึกษาเรื่องของซี่ล้อ จึงต้องพูดถึงจำนวนของซี่ล้อที่เหมาะสม
...ตั้งแต่ผู้คนมั่งมั่นพัฒนาล้อแอโรไดนามิคอย่างเต็มที่ เกิดทฤษฏีและความเชื่อมากมาย หนึ่งในนั้นคือตั้งแต้ยุค 80s ผุ้คนเชื่อว่าจำนวนซี่ล้อยิ่งมากจะยิ่งทำให้ล้อนั้นมีความสามารถใกล้เคียงกับล้อดิสค์ อากาศจะถูกดันให้ผ่านออกจากแนวล้อออกไป ทว่าความเชื่อนี้ถูกลบไปอย่างรวดเร็วเมื่อพบว่าใครก็ตามที่ขี่ล้อ 48 ซี่จะต้องพยายามอย่างหนักที่จะตามคนที่ขี่ล้อ 28 ซี่ให้ได้ทัน จากนั้นมาจนยุค 90s มีข้อถกเถียงกันมากมายถึงจำนวนซี่ที่เหมาะสม รูปทรงที่ดีที่สุด และกระทั่งคำตอบว่าการซ่อน nipple กับไม่ซ่อนอะไรจะได้ผลดีกว่ากัน ซึ่งจากการศึกษาทางด้านฟิสิกส์และอากาศพลศาสตร์ของล้อจักรยานที่ทำโดยมหาวิทยาลัยเท็กซัส A&M LSWT ในเดือนมกราปี 2004 แสดงรายละเอียดต่างๆใว้มากมาย
จำนวนซี่ล้อ
...วิธีที่ง่ายและเด่นชัดที่สุดของการทดสอบเรื่องนี้คือการทดลองสร้างล้อต้นแบบเพื่อการศึกษาขึ้นมาศึกษาเปรียบเทรียบ สิ่งที่นักแข่งคำนึงถึงในการใช้ล้อจักรยานก็คือ
-ความแข็งแรงของล้อ
-ความ stiff ของล้อ
-ความทนทานของล้อ
-ความสามารถในการหมุนของล้อ
-แอโรไดนามิคของล้อ
...ความแข็งแรงทนทานนั้นคงไม่ยากที่จะสามารถอธิบายแยกแยะได้แต่สำหรับเรื่องแอโรไดนามิคและความ stiff นั้นอาจยากที่จะสามรถจำแนกออกมาเพื่อศึกษาได้ ต้องอาศัยการศึกษาเชิงปฏิบัติการ และผลการศึกษานั้นแสดงชัดเจนว่าทั้งความลู่ลมและความแข็งของล้อ ขึ้นอยู่กับจำนวนซี่ล้อเป็นสำคัญ
![รูปภาพ](http://image.ohozaa.com/ix/20000000000000000.jpg)
...เข้าใจได้ไม่ยากนักว่าล้อจะยิ่ง stiff ขึ้นเมื่อเพิ่มจำนวนซี่ล้อเข้าไปมากขึ้น แต่เมื่อลองวิเคราะห์อย่างละเอียดจะพบว่าการเพิ่มซี่จาก 16 เป็น 20 ซี่ ก่อนให้เกิดความ stiff เพิ่มขึ้น 9.2% ในขณะที่การเพิ่มจาก 20 เป็น 24 ซี่จะเพิ่มความแข็งมาเพียง 7.5% และจาก 28 เป้น 32 ซี่จะกลับเพิ่มความแข็งเพียง 3.2% เมื่อคำนวนความแข็งแรงก็พบว่าล้อ 404 ทีมีซี่ 20 ซี่แข็งแรงกว่าล้อ 16 ซี่ 125% แต่ล้อ 32 ซี่กลับแข็งแรงกว่าล้อ 28 ซี่เพียง 118%
...แต่สิ่งหนึ่งที่กราฟไม่สามารถแสดงได้คือ"ความรู้สึก"ของนักกีฬาที่อาจมีน้ำหนักและรูปแบบการขี่แตกต่างกัน ซึ่ง Zipp ค้นพบว่าปริมาณซี่ล้อหน้าที่ยืดหยุ่นเหมาะสมคือ 18 ซี่ที่สามารถรองรับน้ำหนักของนักกีฬาขี่แบบไทม์ไทรอัลได้มากถึง 102 กิโลกรัมและนักกีฬาขี่แบบประเภทถนนได้มากถึง 90 กิโลกริม ทั้งนี้ล้อสำหรับรถถนนนั้นควรจะต้องสปรินท์ได้ดี,เข้าโค้งได้หนักแน่นมั่นคงในขณะที่ล้อสำหรับไตรกีฬาหรือไทม์ไทรอัลนั้นต้องมีการควบคุมที่ดีเยี่ยมรวมถึงความสะดวกสบายและการลู่ลมที่ดี นำกีฬาที่น้ำหนักตัวมากกว่าจะเหมาะกับล้อที่มีซี่มากกว่าเพื่อความ stiff ที่เพียงพอ ดังนั้น Zipp 404 ที่มีซี่มากกว่าจึงมีความ stiff มากกว่า ในทางกลับกันนักกีฬาที่ตัวเบาอาจต้องการสั่งล้อหน้าที่มีเพียง 16 ซี่ เพื่อลดน้ำหนักลงไปโดยไม่คำนึงถึงความ stiff (18 กรัม) สำหรับนักกีฬาที่นำหนักตัวเพียง 56 กิโ
ลกรัม จะแทบไม่รู้สึกถึงความต่างเลยแม้ล้อนั้นจะมีความ stiff ลดลงเกือบ 10%
...สำหรับล้อหลังนั้นจะต้องมีจำนวนซี่ที่มากกว่าเพื่อรองรับแรงด้านข้างที่มาจากน้ำหนักที่กดมากว่าล้อหน้าและการยึดแน่นของชุดขับเคลื่อนที่ต้องต้านแรงจากนักกีฬา รวมถึงทิศทางการพัฒนาระบบเฟืองที่มากขึ้นทำให้โครงสร้างของล้อหลังมีความพิเศษมากขึ้นไปอีก ยิ่งต้องการพื้นที่สำหรับชุดเฟืองมากขึ้นจะช่วยให้โครงสร้างล้อหลังแข็งแรงขึ้นไปด้วย ดังนั้น ล้อ Zipp 303 ที่มี 24 ซี่แบบใหม่จะมีความ stiff เท่ากับล้อเก่าที่มี 28 ซี่ในขณะที่ล้อ 404 จะลดความ stiff ลงนิดหน่อยเมื่อลดซี่จาก 24 มาเป็น 20 ซี่ แต่ด้วยระบบดุมทำให้ไม่สามารถใช้จำนวนซี่เป็น 22 ซี่ได้ ดังนั้นทางออกจึงใช้ซี่เท่าเดิมแต่ได้ความแข็งแรงมากขึ้น และลดน้ำหนักดุมลงมาชดเชย
...เหนือกว่าการลดน้ำหนัก การลดจำนวนซี่ล้อนั้นทำเพื่อแอโรไดนามิคเป็นหลัก จำนวนซี่พิเศษมักถูกสั่งสำหรับกรณีพิเศษเสมอ ทั้งนี้เราเชื่อว่าการลดจำนวนซี่ไม่ใช่วิธีที่ได้ผลชัดเจนเท่ากับการลดสัดส่วนของขอบและการออกแบบซี่ที่เหมาะสม เราจึงมีล้อหลากหลายรูปแบบที่สามารถนำมาใช้ผสมร่วมกันได้แทน เราไม่ออกแบบสร้างล้อที่มีซี่น้อยกว่า 16 ซี่ ซึ่งเป็นจุดสมดุลย์ที่สุดระหว่างความลู่ลมและความ stiff และไม่มีความล้าสะสมลดทอนอายุของซี่ลง และซี่ 16 ซี่นี้ก็คือจำนวนซี่ที่น้อยที่สุดที่สามารถขี่ต่อไปได้แม้จะมีซี่หักไปแล้ว 1 อัน เพราะแม้ว่าล้อจะดีและเบาเพียงใด หากนักกีฬาไม่สามารถจบการปั่นได้เพราะล้อซี่หักจนไม่สามารถใช้งานได้อีกก็ไม่มีประโยชน์
...พอจะสรุปได้ว่าการเปลี่ยนจำนวนซี่ล้อนั้นไม่ใช่เรื่องเล็กๆเลย เราอาจสรุปได้ว่าการเปลี่ยนจากซี่ธรรมดา 32 ซี่มาเป็นซี่แบบรี 32 ซี่จะก่อให้เกิดความเปลี่ยนแปลงที่มากมายในด้านกำลังวัตต์ อาจจะถึง 10 วัตต์ก็เป็นไปได้ แต่หากเปลี่ยนมาเป็นซี่แบบรี 18-20 ซี่ อาจได้ผลต่างมากกว่า 20 วัตต์ซึ่งมีค่ามากอย่างยิ่งในการแข่งขัน อย่างไรก็ดีในการศึกษาล้อ 404 พบว่าแม้จะลดจำนวนซี่ลงไปจาก 18 เป็น 16 ซี่กลับพบว่าส่งผลต่อกำลังเพียง 1-5 วัตต์ขึ้นอยู่กับสถานการณ์ของกระแสอากาศเท่านั้น ดังนั้นจึงไม่ใช่เรื่องสำคัญอะไรที่ต้องนำมาวิเคราะห์เมื่อพบว่าความ stiff ก็มีส่วนสำคัญ
...เราเชื่อเสมอว่านักกีฬาทุกคนมีความพิเศษเฉพาะตัว และการเปลี่ยนแปลงเพียงน้อยนิดเองอาจส่งผลต่างในการแข่งขันก็เป็นได้แต่ก็ต้องแลกมาด้วยบางอย่างที่ทดแทนกัน ซี่ที่น้อยกว่าหมายถึงความ stiff ที่หายไปและอายุการใช้งานที่สั้นลงมากในขณะที่ซี่ที่มากขึ้นจะทำให้นักกีฬาสามารถออกแรงได้เต็มที่และใช้งานผ่านถนนที่ขรุขระไปได้โดยไม่ต้องกังวลว่าซี่ล้อจะหักง่ายๆ แม้กระนั้นก็ตาม ผลิตภัณฑ์ที่เราออกสู่ตลาดพื้นฐานแบบไม่มีการสั่งพิเศษก็สามารถรองรับความต้องการของนักกีฬาได้มากกว่า 95% เราจึงไม่ใช่บริษัทที่สามารถสั่งทำสิ่งใดก็ได้ตามต้องการแม้จะรู้ว่าสิ่งนั้นอาจมีผลกระทบที่ไม่ดีกับผลิตภัณฑ์ ล้อทุกชนิดประกอบจากขอบล้อ ซี่ล้อ และดุมล้อที่ต้องได้รับการคำนวนมาอย่างดี หากลูกค้าต้องการล้อเพื่อสนองความต้องการที่เฉพาะตัว เพียงติดต่อฝ่ายบริการลูกค้าของ Zipp เจ้าหน้าที่จะสามารถแนะนำการเลือกใช้ล้อ Zipp ที่มีอยู่หรือให้คำปรึกษาในการสั่งประกอบล้อใหม่เฉพาะบุคคลที่คำนวนอย่างสมบูรณ์แล้วได้
(มาต่อวันพรุ่งนี้ครับ) ![Razz :P](./images/smilies/icon_razz.gif)