4輪ドリフトの科学

初めに行っておきますけど、エセ科学というか飲み会ネタです。ウソじゃないけど、厳密ではありません。
結論は、4輪ドリフトは、グリップの1.4倍の速度で旋回できる。。。

ターマックだと、グリップが速いのかスライドが速いのかよくわかりませんが、グラベル（砂利）とかスノーなら、ある程度の速度以上では入り口で姿勢を作らないと（ドリフトアングルをつけないと）曲がれません。機械工学科の学生で、自動車部でダートラやってたころは、これに対してうまく説明ができなかったのだけど、たぶん、サラリーマンになって、１～２年くらいでこれから書く説明を思いついたような気がします。

話を単純化するために、運動としては質点の等速円運動です。糸のついた球を糸の一端をもってぐるぐる回している状態、球が円に対して加速も減速もしない状態。クルマの定常円旋回をすごく単純化した状態。

この時、向心力Fは、質量ｍ、回転半径ｒ、角速度ωに対して
　F＝ｍ・ｒ・ω・ω　（2乗がうまく書けないのでω2回かけてます）
いきなり向心力って書いちゃったけど、上の糸の話だと、糸の張力で、世の中的な言い方だと遠心力です。見方の違いだけで同じだけど、話の流れとしては、向心力がよいと思うので、向心力を使います。

クルマはUコンの飛行機と違って糸がついてないので、タイヤのスリップアングルで旋回中心側へ押されます。3次元的に考えるとキャンバーとかも影響するけど、ここはスリップアングルだけで考えます。タイヤの摩擦円で横方向の力です。
定常円旋回だと半径ｒが決まっていて、車重mもほぼ変わらないので、タイヤのスリップアングルによるサイドフォースと角速度ωの二乗が比例するというになります。免許の講習でも遠心力は速度の二乗って言ってるでしょ。角速度は、時間当たりの糸の角度変化分だけど、ｒ・ωで速度なので、ωと速度は同じ感じでよいでしょう。

ここまでは、前置き。

グリップ走行のイメージで、前輪が内側に切れている状態を
　F=ｍ・ｒ・ω１・ω１
と表します。
4輪ドリフトで、上のグリップの前輪の切れ角と同じドリフトアングルをつけて、ステアリングを車体に対してまっすぐにした状態は、前輪と後輪が車体の進行方向に対して、それぞれサイドフォースを発生するので、向心力は２Fで
　２F＝ｍ・ｒ・ω２・ω２
割り算すると
　ω２＝√２　・ω１
になり、グリップより4輪ドリフトのほうが、約1.4倍の速度で回れることになります。

という説明。
いろいろ仮定は多いけど、グラベルとかの低μ路で姿勢を作らないと曲がれない説明にはなると思います。ターマックはたぶん、スリップアングル付けたことによる前後方向の減速要素のほうが効いているのだと思います。あと、ここで言ってる4輪ドリフトって、入り口で内側にステアリング切るけど、回りだしたらカウンターは当てないでステアリングはまっすぐにして走ってます。グラベルでカウンター当てるのは失敗してアングル付きすぎた時だけなんで。

聞き手が、向心力（遠心力）の式を覚えていないと、全然ネタにならない話ですが。

ちなみに、『向心力 スリップアングル』とかでググると、ちゃんと図があって説明してあるページがあります。