il pastor fidoのブログ一覧

　西日本は未だに暑いようですが、関東では秋分の日ごろから気温が下がりました。「暑さ寒さも彼岸まで」は、ここではまだ有効のようです。夜の気温が下がり、昼間は気温が上がっても爽やかな暑さです。近年は無理のない範囲で薄着を心がけていて、年間5か月ほどは真夏のファッションとしており、もう少しこのスタイルを続けます。

　暑い時期はショッピングモール内にいましたが、涼しくなったので久しぶりに屋上へ行きました（冒頭の写真）。ここは車両や人影が少なく、意外に居心地がいいので、母に歩いてもらうにはよいところです。

　夜の虫の音は8月中頃から始まりますが、猛暑ゆえ窓を閉め、遮断しています。今週は涼しくなったので窓を開け、虫の音を聞きながらパリの会議にオンライン参加しました。改めて振り返ると、虫の音が聞こえる時期はずいぶん長いものです。

　日常運転でも、ようやく窓を開けられるようになりました。条件が合えば、窓を開けた運転が好みです。春の前半は花粉が気になるので、快適に窓開けできるのは春の後半と秋くらいで、意外に限られています。

　タイヤの空気圧は、給油のたびに確認、調整してきました。長年乗っているアテンザも、時間とともに空気が抜けていたという経験はなく、気温の変化に応じた調整だけ行ってきました。
　2台持ちになったので、最近は給油の間隔が延びており、今回はほぼ2か月ぶりです。両車とも前回は盛夏で、今回は少し涼しくなったことにより、空気圧はいずれも20～30kPa低下していました。「理想気体」なら定積での圧力は絶対温度に比例するはずですが、気温は盛夏から10℃ほど下がっただけなのに、空気圧はずいぶん下がっていました。真夏の路面は、それだけ高温になっていたということでしょうか。

　わがMAZDA2は「タイヤの空気圧を少し下げると、乗り味がソフトになるかも」と期待して、前回給油時に指定空気圧より10kPaほど低くしました。今回見たら指定圧より40kPaほど下がっていて、知らないうちにだいぶ低めの空気圧で乗っていたことになるのに、残念ながら硬い感触は消えていませんでした。
　エンジンや6MT操作系の感触は良好で、内外装は質感あるデザインなのに対し、足回りだけはバンカラ感があります。これがもっとしなやかなら、私にとって「プレミアムなMTコンパクト」になりうるのですが、ちょっと違います。

　MAZDA2で120km/h走行を試みてから空気抵抗が気になったので、少し考えてみました。
　空気抵抗係数（または空気抗力係数）を初めて知ったのは、その昔に見た初代サバンナRX-7（1978年）のカタログで、Cd＝0.36を主張していました。ほかに、3代目コスモ（1981年）の0.32、初代セルシオ（1989年）の0.29、7代目アコード（2002年）の0.26などが記憶にありました。

空気抵抗係数（Cd）に関する式
　この分野は素人なのでネット検索すると、Cdに関する式の紹介はいくつも見つかりましたが、ここではWikipediaの抗力の項を参照します（表記は少し変えてあります）。

　自動車の空気抵抗を考えるのであれば、Dは空気抵抗、ρは空気の密度、Vは速度、Sは自動車の前方投影面積であり、Cdが空気抵抗係数ということになります。
　(1/2)ρV^2は動圧で、「単位体積当たりの流体の運動エネルギーを圧力の単位により表したもの」との説明があり、別のサイトでは「空気の運動エネルギーを表しており」と説明しています。「単位体積当たり運動エネルギーが、圧力の次元になる」とは驚きでしたが、仕事と運動エネルギーの関係（高校物理の世界）を思い出すと、「なるほど、そういうことか！」と思えてきました。
　昔から空気抵抗は速度の2乗に比例すると聞いていましたが、これを上のような考え方に基づいてシンプルな式で記述することとし、形状によって異なる係数Cdは実験で求めるものと理解しました。ことばで表現すると、自動車の空気抵抗は、（車体そのものの値である）空気抵抗係数Cdと前方投影面積の積に比例し、さらに速度の2乗に比例するということになります。

マイカーのCd値の捜索
　GG型アテンザ、MAZDA2（DJ型デミオを含む）とも、カタログ等でCd値への言及はありませんでした。
　ネット検索すると、GH型アテンザに関するマツダ技報の報文の中で、「初代アテンザの空気抵抗係数Cd＝0.30」と言及していました。
　DJ型デミオのCd値について、AIツールであるCopilotは0.29と答えますが、直接述べた情報は見つかりません。さらに探してみると、
・DJ型デミオに関するマツダ技報の報文では、Cd値は示していないものの、Cdと前方投影面積の積はクラストップレベルと主張していること。
・DE型デミオのCdは当初0.32で、途中で登場したSKYACTIVグレードでは0.29に向上したとの情報があったこと。
・初代アクアのCdは0.28との情報があったこと。
を踏まえ、MAZDA2のCdは0.29あたりなのだろうと推測しました。
　いわゆる流線形プロポーションゆえに、Cd値はGG型アテンザスポーツの方が小さいと予想していましたが、意外にもほぼ同じレベルのようでした。

マイカーの前方投影面積の比較
　マイカー2台の前方投影面積の比較を考えてみました。複雑な形状の前方投影面積を考察するのは難しいので、幅と高さの単純な積を比べることにしました。
　全幅は、GG型アテンザは1780mm、MAZDA2は1695mmです。
　高さは、「カタログの全高からアンテナの分を引き、さらに最低地上高分を引いた値」で比べることにすると、それぞれ次の値となりました。
　GG型アテンザ：1430mm－135mm＝1295mm
　MAZDA2：1500mm－140mm＝1360mm
　これら2つの数値の単純な積を求めると、両車とも2.305㎡となり、違いは誤差の範囲内でした。両車の前方投影面積は、ほぼ同じと見積もることができそうです。

空気抵抗のまとめ
　2台のマイカーはサイズ、形状が異なるのに、Cd値、前方投影面積ともほぼ同じと推測され、従って空気抵抗も同程度と思われるのは、ちょっとした驚きでした。
　両車のトルクウエイトレシオはほぼ同レベルです。一般道の速度では、MTによってダイレクトなMAZDA2の方が、はるかに軽快に走れます。一方、両車ほぼ同じ回転数（100km/hでは2400rpm）で走行する高速道では、アテンザの方が余裕があるように感じていました。高速走行では空気抵抗が支配的になり、両車は同レベルの空気抵抗を受けることになるので、小さな排気量により駆動トルクが限られるMAZDA2では余裕が少ないのだと理解しました。

　日ごろは高速道でも90km/h走行です。120km/hまで上げると速度は4/3倍になり、空気抵抗は16/9＝1.78倍と大きく増えます。戦うべき空気抵抗の総量を車両が空気抵抗に抗して行う（力学的な）仕事として考えれば、やはり1.78倍に増えることになります。空気抵抗との戦いに燃料を追加投入しなければならないので、よほど急ぐ場合以外は120km/h走行は必要ないと思いました。
［本段落は2024.10.1に加筆修正しました］