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流浪人ぽんぽこのブログ一覧

2021年06月25日 イイね!

宙返り走行を実現する条件を考えてみた その3

これまで『宙返り走行をする際には車両の速度は関係ない』という話をしてきましたが、速度依存で宙返り走行をする方法があります。
それは、ダウンフォースを使う案です。

ダウンフォースとは、空気の力で車両を路面に押し付ける力の事。
細かい説明は省略しますが、飛行機の翼が機体を持ち上げる力を作るのに対し、それを逆方向に取り付けて、車両を押さえつける様にするイメージです。
レーシングカーのサスペンションは非常に硬いのでダウンフォースを受けても車体自体が路面に当たる事は無く、タイヤを路面に押し付ける力として作用します。
これに因りタイヤのグリップが向上して速く走れるようになるという訳です。

速度に応じて増加するダウンフォースを説明する過程で、『ある程度の速度以上になれば理論上では背面走行も可能』というのがお決まりのネタみたいなものでして、それを具体的に計算した例がありました。
2011年2月にLeicester大学のT. Glossop, S. Jinks, R.Hoptonによって書かれた『Can anF1car drive upside down?(F1は逆さま走行出来るか?)
前後ウィングの面積や迎え角、車両重量等を基に計算すると、180km/h程度で車両重量の2倍相当のダウンフォースが得られるとの計算です。
リヤウィングが3段で迎え角も最大前提との事ですから、モナコ仕様みたいなハイダウンフォース仕様でしょうか。
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実際に風洞実験した動画がありました。
インディーカーの40%モデルを天井から逆さまに吊るして前方から100mph(160km/h)相当の風を与えると、ダウンフォースが重力に打ち勝つ事でモデルが天井側に持ち上がっています。



ただし、これらの結果から安易に背面走行が可能と判断する事は出来ません。

 【肯定側要素】
  ・レーシングカーのダウンフォースは、前後の羽だけでなく
   グランドエフェクトと呼ばれる車体底面と路面の間を流れる
   空気に因っても得られます。
   上式や風洞実験ではそれが考慮されていませんので、
   実際のダウンフォースはもっと大きい筈です。
   全盛期のGr.Cではトータルで車両の4.3倍程度のダウンフォースを
   発生させていたとも言われています。


 【否定側要素】
  ・先記Gr.Cのダウンフォースが車両の4.3倍な事を前提として、
   タイヤが路面に押し付けられる力は、下記の様になります。
     通常時:ダウンフォース+重力=車両重量の5.3倍
     背面時:ダウンフォースー重力=車両重量の3.3倍
   背面時はタイヤが路面に押し付けられる力が不足して
   必要なグリップが得られない⇒タイヤが空転 となる事が考えられ、
   結果としてその速度に到達できないという可能性も有ります

先のSLS AMGで遠心力を使った時に背面時にかかる荷重が10G程度なのに対し、ダウンフォースだけを使った時の荷重は最大で3G程度と限定的。
となると、ダウンフォースは補助的に使う程度にしかならないのかも知れませんね。
Posted at 2021/06/27 20:23:17 | コメント(0) | トラックバック(0) | モータスポーツ | 日記

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