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イイね!
2016年10月11日
サーキットシミュレーション その3




今度はV字寄りの走行ラインです。







旋回半径はこのように設定してあります。
コーナ中央に近づくにつれて半径が小さくなり、12mを境にして、今度は大きくなっていきます。

具体的な数字を見て「まだまだ曲率半径の設定が甘いな!」と思ったあなたはするどい(笑)
走行映像が頭に浮かぶタイプの方でしたら「ハンドルの動きがカクカクしてるよ」なんて感じる人もおられるかもしれません。
まぁ一応これでも頑張ったんです、数字だけで合わせ込む作業は頭痛くなってくるので、このへんで勘弁してください(笑)









ところでこの走行ラインにおいて、最小となる曲率半径は12mです。
半径がどんどん小さくなっていく範囲においては、横Gが増えていき、縦Gが減っていくことが分かります(※単位はGではなくm/s2です)
逆に12mを過ぎて、半径がどんどん大きくなっていく範囲においては、横Gが減っていき、縦Gが増えていくことが分かります。

これは皆さんの体感に合う結果だと思います^^
コーナの奥に向かうにつれて、ハンドルを切りながらブレーキを離していく。
コーナの頂点を過ぎてストレートに向かうときは、ハンドルを戻しながらアクセルを踏んでいく。

ここで、ブレーキを離し終わるあたり=アクセルを踏み始めるあたりの地点において、どこかに横Gが最大となる地点があるはずです。
横Gが最大となる地点は、基本的に旋回半径が最小になる地点でもあります。
上の例で言えば、それが12mという数字なわけですね。

タイヤのグリップ力には限界があるので、最大横Gにも限界があります。
先日のブログに出てきた旋回半径一定のコーナリングの場合は、「常に最大横Gを出し続けるようなコーナリング」をしていたわけです。
今回のラインでは、そのようなコーナリングをしているのはほんの一瞬しかありません。
旋回半径が12mになった、285m地点のあたりだけです。
ただしほんの一瞬とはいえ、どんなラインで走ったとしても、そのような(あるいはそれに近い)瞬間というのは必ずあるはずなんですね。

ずいぶん前になりますが、クラゴンさんの定常円の記事にも同様の趣旨のことが書かれています。
一部引用させてもらいましょう。

「定常円はコーナリングの基本にして、限界のコーナリングには必ず定常円があります。なぜかというと加速or減速をしている間は、限界のコーナリングではないから。これはドライビングスタイルの問題ではなくて、物理学的なアレです。この機会に覚えておいてください。コーナーのRやクルマの特性によって定常域の長さが変化するから難しいんだけどね。」

ちなみに今回の計算において、最大横Gは実測結果から1.15Gと設定してあります。
1G≒9.8m/s2なので、1.15G≒11.3m/s2です。
したがって基本的にはどのコーナにおいても11.3m/s2くらいの横Gが出る瞬間があるべきで、そうであるからこそ、最速シミュレーションをするときの計算の基点になるわけですね♪

いよいよ、速度の計算に入っていきましょう。
計算式としては、

 速度=(横G×旋回半径)^0.5 
 (単位は速度がm/sec、横Gがm/sec2、旋回半径がm)

具体的には2コーナの最小旋回半径12mのとき、1.15の横Gを出そうと思うと、そのときに必要な速度は次のとおりになります。

 速度 = (11.3×12)^0.5 ≒ 11.64m/sec ≒ 41.92km/h

(ちなみに画像の計算結果では横G11.2m/sec2、縦G1m/sec2で速度41.9km/hと表示されていますが、端数処理の関係ですので、理解のために検証される方はご注意ください^^; 実際は横G11.1533670425415、加速G0.96709680557251、速度41.878198240446で計算されています。のちの説明に出てきますが、タイヤ使用率={ (縦G÷最大縦G)^2 + (横G÷最大横G)^2 }^0.5 は1を超えないものとする)

そんなわけでタカスサーキットの2コーナを最大横G1.15で走る場合、出来るだけスムーズに42km/h前後まで減速し、そこから出来るだけスムーズに加速していくことが出来れば、速く走れるということが分かります。
実際には瞬間的に1.15Gより大きな横Gを出せることがあるかもしれませんし、それ以下でしか走れないことがあるかもしれません。
でもとりあえず最大横Gを1.15と仮定した場合は計算上の最低速度が42km/h前後となるので、もしもそのように走れない場合、それがドライバー側の原因なのかクルマ側の原因なのか、そしてそれは改善可能なのか不可能なのかを考えることで、理解が深まります。
まぁ大抵はドライバー側の原因ですのでいっぱい練習しましょう(笑)

次回は横G限界速度の計算に慣れるため、もうちょっと具体例を見ていきます。
(計算は嫌われるかもしれませんが、ひとつ大事なステップなので^^)
ブログ一覧 | 日記
Posted at 2016/10/11 20:11:13

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