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2015年5月14日 (木)

燃費と走行抵抗について:後編

走行抵抗のもう一つの要素、空気抵抗について考えてみる。

こちらは空力などと呼ばれ、CD(空気抵抗係数)、相反するCL(揚力係数)などがある。自分がクルマを乗り始めた頃、初代アルシオーネが初めてCD0.3を切った(FF)ということを大々的に売り出していた。空気抵抗は、このCDに前面投影面積と速度の2乗を掛け合わせたものとなる。前面投影面積については、同じ3D形状データをもつ1/2縮尺モデルと1/1実機では1:4の差があるわけで、小さい方が抵抗が小さいと言うことにだ。

余談だが音速に近い領域の航空機では、エリアルールといって前から後までの各断面積をなだらかに変化させることで、抗力減少を狙っている。USセンチュリーシリーズ(F102からF-4)やF-5、11等の超音速戦闘機に採用され、B-747でも考慮されており、F-15,18,Su-33などの主翼-垂直尾翼-水平尾翼の配し方が類似しているのも、エリアルール適用の結果らしい。(写真は百里基地祭2010にて↓)15_f15_01 クルマに当てはめれば、さしずめ幅広の前後ブリスターフェンダーを、ルーフが高くなるキャビン部で絞って、なだらかにRスポイラーにつなげる、といったところであろうか?

クルマの速度域は音速の1/10程度ではあるが、それでも30km/h100km/hでは10倍もの空気抵抗差があるということだ。

過去に乗っていたオフロードバイクの経験では、7080km/hくらいで徐々に胸に受ける抵抗が増え、100km/h付近では両腕でしっかり支えないと上体が持ってゆかれそうになり、それ以上だとオンロードバイクのように前のめりの猫背で抵抗をやり過ごさないと、かなりキツイ。 

Serrow

     ↑四半世紀前は林道巡りの人だった

CDCLも無名数なので実際は冒頭述べた速度や投影面積のパラメーターが影響するわけだ。効力と揚力については垂直方向の力(ピッチング)だが、水平(ヨーイング)方向の安定性もクルマの空力を考える上では大切なので、一概にCD値が低いから空気抵抗が小さいとは限らない。

空気抵抗を極力小さくするためには、断面を翼のようにすれば良い。最近のソーラーレースカーなんか、側面視が翼断面となっているので、空力が勝敗を決定付ける要素が大きいとみえ、少ないパワーで投影面積も最小のエアロダイナミクスを追求しているのだと思う。レギュレーションからなのか、ボディコンストラクターの関係からなのか、ほぼワンメイクに見えてしまうのがちょっと残念だが。 

15tsumagoi_05ss こんなことを考えると、量産車のエアロパーツって、本来目的のCDCL(←負の)改善にどのくらい効くのだろうか?GDBインプのRスポなんて、全長や後方視界のからみでWRカーと同じサイズ&位置関係ではないと、どこかの記事で読んだことがある。まぁ、ワゴンボディのRスポは付けた方が雨天時に後輪が巻き上げる雨水がRウィンドに付き難いのは実感しているけどね! 

参照先

読んでいて分りやすかった

再びトラックメーカのHP(公式が載っています)

NSXのエアロダイナミズムSVXにメーカーから、このような広報資料が公開されてないのが残念)

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