【空力とベルヌーイの定理】空力を利用した新たな領域へ入るためには

こんにちは、カボさんです😊

前回のブログの続きです
今回はボクが打ち込んだ内容をAIのgeminiに話をまとめてもらい投稿してます☺️


空気の力を利用して飛行や走行を最適化する「空力」は、飛行機と自動車に共通する重要な概念です。その根底には、ベルヌーイの定理があります。これは「流速が速いと圧力が低くなり、流速が遅いと圧力が高くなる」という原理で、異なる流速の空気が隣接すると、流速の速い方へ流れようとする性質があります。これが風の基本的な原理です。

飛行機と自動車における空力の利用
* 飛行機： 翼の上側を通る空気の流速を速めることで、下から上へ向かう力である揚力を発生させ、飛行します。

* 自動車： 高速コーナリング時に、飛行機とは逆の原理で車両を地面に押し付ける力「ダウンフォース」を利用します。
これにより、走行中の姿勢安定性やタイヤのグリップ力が高まり、より高速でコーナーを走り抜けることが可能になります。
自動車におけるダウンフォースの発生メカニズム


自動車でダウンフォースを得る、またはフロントタイヤハウス内で発生する揚力を抑えるための最も根本的な考え方は、ベルヌーイの定理に基づき、車両の床下を通る空気の流速を速めることです。
車の正面に当たった空気は、上面を通るものと床下を通るものに分かれますが、特に重要なのは床下の空気の流れです。



床下の隙間を狭くすることで空気の流速を加速させ、車両後方へより速い流速で排出すれば、床下でダウンフォースが発生し、路面への吸着力が高まります。これは、リアウィングなど上面のパーツによるダウンフォース効果も高めることにつながります。

【より効果的な空力デザイン】
理想的な空力デザインとしては、以下の点が挙げられます。

* フラットな底面：
車両の底面をできるだけ平坦にすることで、空気の乱れや抵抗（ドラッグ）の発生を抑えます。

* ディフューザーの装着：
車両後方からの空気の排出をさらに加速させるディフューザーは、5°〜15°程度の角度が理想とされています。これを超える角度では空気が剥離し、ドラッグ発生の原因となります。

* 床下のクリアランス：
理想的な床下の隙間は60mmとされていますが、これは車両の形状によって異なります。低すぎると空気が剥離し、逆効果となる可能性があります。

* サイドステップ：
床下の空気が車両の側面から漏れたり、外部から侵入したりするのを防ぎ、効果的にダウンフォースを発生させる役割があります。


【空力チューニングのメリットと注意点】
空力を利用した車両は、高速域での訪れる静寂性とマイルドな感覚からなる安心感に加え、タイヤや操作の振動や感覚が鮮明によりダイレクトに伝わることで、ドライバーが車との一体感を味わえ、これまで以上に運転が楽しくなるというメリットがあります。




ただし、
空力はその力から諸刃のように走行に大きな影響を与えるため、車両全体のバランスが非常に重要です。誤解してはいけない事が特定のパーツを交換しただけで劇的に性能が向上するドライビングゲームのようには行かず、実際の車両では空力だけでなく、サスペンションなどのセッティングも含めた総合的なバランスが求められます。（まずは様子見からのスタートで大丈夫^_^）





エアロはキチンと効果が出て、フロントのダウンフォースが強くなっていればフロンドタイヤのグリップ力が増している為にコーナーではリヤが横へ出ようとする力が働きやすくなりオーバーステアになりますし、逆にリヤウイング等によりリヤのグリップ力が上回ればコーナーではアンダーステア気味になります。
こういったバランスの片寄りには全体的な空力のバランス取りが必須ですが、
通常のカスタムでは一気に全体が整うようなにパーツを購入する事は難しいと考えられますので、なるべく選択するパーツが角度調整が可能なものを選ぶか、または突貫工事的な対応ですがグリップが負けている側のタイヤのグリップ力を上げてやり（空気圧や減衰力をほんの僅かに下げ）、なるべくロールさせる方向でグリップ力を上げプラスする事などセッティングも大事です。

安易な改造は予期せぬ挙動変化を招く可能性もあるため、"「車を浮かせるの揚力ではなく、地面に吸い付かせる力ダウンフォース」"を利用するという空力の基本原理を常に意識し、ご自身で探求することが、安全で楽しいドライビングにつながります。


細かな例のような考え方を
また今度追加しますね ☺️
第3弾 お楽しみに〜