自分で創る自分の車 No.13

エアロダイナミクス　3/4

■エアロダイナミクスデバイス
空力デバイスは、車両周りの空気の流れを利用するための手段です。
あるデバイスは、ラジエーターやエンジンに供給される気流のような、車体内の気流の効果を高めます。
また、トラクションを高めるためにダウンフォースを発生させるデバイスもあります。

●スクープ／ポジティブプレッシャーインテーク
スクープや正圧取入口は、内燃機関に穏やかな「ラムエア」や「スーパーチャージャー」の効果を与えるのに役立ちます。
これは、一定の対向する空気の流れを受けると、空気の流れが「エアボックス」内で圧縮されるという原理を利用したものである。
エアボックスには十分な量の空気を入れるための開口部があり、膨張するエアボックス自体が空気の流れを緩やかにしてボックス内の圧力を高める。
車両が速く走れば走るほど、エアボックス内の圧力上昇と空気量は大きくなる。下図は、スクープとエアボックスを示しています。

●NACAダクト
NACAダクトは、スクープの気流が直接当たらない場所に空気を送り込む必要がある場合に有効です。
多くの場合、NACAダクトは車両の側面に沿って使用されます。
NACAダクトは境界層を利用しています。境界層とは、車両のボディワークに「まとわりつく」動きの遅い空気の層のことで、特にボディワークが平らになったり、空気の流れを加速したり減速したりしない場所を指します。
ルーフやサイドのボディパネルなどが良い例です。
ルーフやボディパネルが長ければ長いほど、その層は厚くなります（層が厚くなればなるほど抵抗の原因にもなります）。

NACAダクトは、この動きの鈍い部分を特殊な形状のインテークで掃き出します。
このインテーク形状は、車体の内側に向かって落ち込んでおり、NACAダクトの先端にある開口部に動きの遅い空気を吸い込みます。
ダクト形状の "壁 "によっても渦が発生し、掃気を助けています。
ダクトの形状と深さの変化は、適切な動作のために重要です。
NACAダクトの代表的な用途としては、エンジンのエアインテークや冷却が挙げられます。


●スポイラー
スポイラーは、主にセダンタイプのレーシングカーやロードカーのダウンフォースを得るために使用されますが、同時に、リアのボディ形状による揚力によってリアが軽くなるという傾向を打ち消すためにも使用されます。
スポイラーは、空気の流れを妨げる障壁のような役割を果たし、スポイラーの前方に高い空気圧を発生させます。
この圧力がトランクやデッキの部分に作用して、ダウンフォースを得ることができるのです。
下図は、圧力を高めるための流れのイメージを示しています。

●フロントエアダム
フロントエアダムは、車両の下に空気が流れるのを防ぐために使用されます。
フロントエアダムは、車両のフロント部分に「ダム」と呼ばれる壁を作り、路面に近い部分と、通常は側面にもある程度の長さの壁を作ります。
これにより、下図に示すように、車両下には真空または低圧の領域ができます。
この低圧領域と、車両の前部および上部の高圧とが相まって、車両の前部にダウンフォースが発生します。

エアダムを車両側面に沿って延長して "スカート "にすれば、エアダムによって車両下に発生する真空や低圧の領域も延長することができます。


■エアロダイナミクス・ハウツー・ヒント (3/4まとめ)

・エアロダイナミクスでクルマの操作をアシスト
例えば、ボディワークを利用して空気の流れを開口部に導くことで、より効率的で小さな開口部を実現し、ドラッグの負担を軽減することができます。
このように、ちょっとした工夫でライバルに差をつけることができる場合があります。
また、ボディワークの高低差を利用して機能を持たせるという方法もあります。

・突起物をボディワークから離す
適切なボディワークデザインによって得られたスムーズな空気の流れは、ミラーなどの突起物が近くにあると簡単に破壊されてしまいます。
ミラーの空力的なマウントをデザインすることは重要ですが、ミラー自体は悪影響を受けないようにボディワークから十分に離して設置する必要があります。

次回エアロダイナミクス4/4に続く