きろどのブログ一覧

アンダートレイ（床下）をフルフラット化してディフューザーを作って効果絶大だということは以前書いたが、オイル交換が大変だ。江口自動車でフルフラット化したので、オイル交換の際のパネル外しをやってもらえるが、あまりに面倒で、申し訳ないので、取り外し・取付を手伝ったりしている。

さて、パネルはちゃんとマーキングして、外すべきネジと外さないネジを見分けられるようにしているが、ことディフューザーとなると、急作りで付けたため、一部タッピングビスを使っちゃってました（だって夕方になると寒いし見えないから・・・）。剛性・耐久性の観点からもタッピングビスではまずいので、ちゃんとボルトナットで固定しなおしました。

写真はディフューザー裏側。アルミフレームにちゃんと固定して剛性を出してます。

直すところはバンパーへの固定部分。ナッターを打ったが、FRPにナッターはダメですね。空転するしだんだん抜けてきた・・・今回ここを「ターンナット」に打ち変えてM5ネジでしっかりと固定しました。

江口自動車にデフオイル交換に行った際にも、現場でスイスイ取り外し・取付できました。

エンジンオイルは上抜きで対応できるが、デフオイルはダメだな。サービスホールが必要かも。いずれ考えよう。

風邪引いたせいで、空力について色々考えてみた。調べてもなかなか見つからなかったNA6のCd値と全面投影面積が、こんな有名なページに載っていることを発見（このページ、何度も見た気がするのだが・・・）。そこで一年半ほど前のブログで時速45kmでの空気抵抗を測定したことを振り返ってみた。

この時の車の状態は、フロントアンダーパネル付き、小さい範囲でしょぼいリアディフューザー、205/45R16の極太ネオバ、前輪風除け、リアスポイラー無し、といった具合である。全然ノーマルじゃないし、車高も異なるが、タイヤとアンダーパネルで相殺しているような感じということにして（実は割と合っている気がする：後述）、この状態のCd値を0.38と仮定して色々考えてみました。ちなみに全面投影面積は1.64m^2だそうで、この値をまんま流用しました。式もだれもが～の式を拝借しました（Rx ＝ 1／2 × Cd × ρ × V^2 × A）、Rx：抵力（単位は[kgf]）、Cd：空気抵抗係数　0.38、ρ：空気密度　0.13、V：速度（単位は[m/s]）、A：全面投影面積：1.64[m^2]）

上記有名ページと異なるのが、走行抵抗の取り扱い。いすゞのページの解説では、タイヤの転がり抵抗は、速度に関係なく一定、その他の抵抗はリニアとして取り扱っています。タイヤの転がり抵抗が一定なら、抗力だらけの高速では無視できるということだな。逆に街乗りではシビアってことだ。空気圧で燃費が変わるのがこれですね。私は高速メインなんで燃費が意外と空気圧に依存しません。以前一般道通勤だった頃にはすごく効いていたのを思い出しました。

話は逸れてしまいましたが、繰り返すと今回は過去ブログの条件で、窓、リトラ、ホロ全部close状態をCd=0.38としました。とりあえず速度一ポイントでの測定なので、走行抵抗がリニアかどうかは関係なく、ノーマル仮定状態での計算上の空気抵抗と測定抵抗との差を走行抵抗としてます。時速50→40km/h（平均45km/hとした）測定結果は

①幌：open、リトラ：open、窓：close　抵抗力=228N (=23.2kgf）
②幌：close、リトラ：open、窓：close　抵抗力=193N (=19.7kgf）
③幌：close、リトラ：close、窓：close　抵抗力=189N (=19.3kgf）
④幌：close、リトラ：open、窓：open　抵抗力=244N (=24.9kgf）

でした。繰り返すと③でのCd=0.38としたわけです。計算での空気抵抗は時速45km/hにて6.3kgfでした。なので走行抵抗を19.3-6.3=13.0kgfとしました。

では各条件にてCd値はどのように算出されたかというと、

①幌：open、リトラ：open、窓：close　抵抗力=228N (=23.2kgf）　Cd=0.61
②幌：close、リトラ：open、窓：close　抵抗力=193N (=19.7kgf） Cd=0.40
③幌：close、リトラ：close、窓：close　抵抗力=189N (=19.3kgf） Cd=0.38
④幌：close、リトラ：open、窓：open　抵抗力=244N (=24.9kgf） Cd=0.71
となりました。

前回も同じことを言っていますが、窓を開けた時の空気抵抗が異様にデカイです！！多分リトラを閉めた状態で窓を開けるとCd=0.69になると思われますので、空気抵抗が1.8倍になるんです！燃費走行したいなら、絶対窓を閉めましょう。窓を閉めた時の時速100km/hでの空気抵抗の占める割合は半分程度なので、ざっくり25%の燃費ロスと見積もられます。エアコン掛けても20%増まで行かないでしょ？グラフも一応出しておきます。

リトラ開閉でCdが0.38→0.40になりましたが、5%増です。初代RX-7のリトラ開閉のCd値に対する影響が6%らいしので、非常に近い値が得られました。なので上記の見積もり方法は、結構いい線いっているんじゃないかと思っています。

検算として、120馬力(ps)でCd=0.38と0.71の場合の最高速を見積もってみました（ここで、上記の走行抵抗をリニア扱いにしました）。ギア比とか最高速時の回転数とかは無視して、最高速で最高馬力をつかっているとすると、

①Cd=0.61→最高速=169km/h
②Cd=0.40→最高速=189km/h
③Cd=0.38→最高速=191km/h
④Cd=0.71→最高速=162km/h

②と③の間の条件（つまりリトラ片目open)で富士を走った時の最高速が183km/h（メーター読み）だったので、非常に近い値が得られていると思います（若干登りだし標高も高いですが）。ノーマルロードスターでも最高速って普通180-190km/h位だと思うのでいい線行っていると思いますがどうでしょう。

今後はこの測定、非常に高精度に行けそうな気がします。強力な味方をゲットしたから。そのブツはiPhone。GPSレコーダーが内蔵されているので、前回のストップウォッチでの一速度測定ではなく、幅広いレンジでメーターよりも正確なGPSでの測定ができるぜ。とはいえ、千葉から横浜に引っ越して、平坦な広い直線道路があまりないので、多少時間がかかるかと思います。

ディフューザーが出来たので、その効果が気になるところ。そこで以前作った金魚ホースU字マノメータで、後輪軸辺りの静止圧を測定してみた。定規を添えたU字型部分に水を入れ、垂直に立てて室内に固定、一方の端を運転席室内に開放し、もう一方を左後輪軸下、リアディフューザーの付け根の奥の方に、進行方向に垂直に配置しました。この辺りが一番車高の低い所である。つまり、静止圧力が一番低いと思われる部分近辺を測定してみました。

近所の高速道路にて測定してみた。年始なので、若干混みつつ、一応流れているような混雑状況。まずは合流後、80km/h程度で様子をみて見る。お!!負圧だ! 100km/hで12mmAq程度の負圧がはっせいしている模様。物凄く大雑把に計算すると(この圧力が車体全体に掛かっているとして)80kgwのダウンフォースだ!! いや待てよ、車体上部の圧力次第だな。ざっくり数10kgwの前半程度のダウンフォースが掛かっているようだ。うーむ、こんなもんか。車体重量の数パーセント分の垂直抗力増加という訳か。。。

そうじゃない、ゼロリフトを達成してるっぽいことが重要だ。某テストコースにてMAX速度出してもハンドルが軽くならない事実を考えると、凄く効果的なはずだ。うちのロドは重ステだからフロントダウンフォースとハンドルの重さには大きな関連があるはず。そもそもノーマルでのダウンフォース、というかリフトを調べる必要があるな。でも今からノーマル状態を再現するのは至難の技だ。。誰かノーマルの状態での静止圧力測定してくれないかな～。(引越しで距離センサーが行方不明で走行中の車高が測定できないのだ・・・)

とりあえず測定をちゃんとするため、マノメータを製作中。これで、日々の通勤で車体上下の各部分の静圧測定をしマップ化して、ザックリとダウンフォースを評価してみよう。

前回ブログから更新が滞ってます。。。あれからソコソコダウンフォースも増加しました。

床面系の空力で、ダウンフォースを向上させるポイントは
①流速を上げる。
②フラット化した部分の面積を広げる。
③空気を入れる/入れない/抜く/抜かない/整える

あたりでしょうか・・・

①については、何といってもフラットボトム化が効きます。バンパーやタイヤハウス、エンジンの下、サスペンションのエリアなどのパラシュート効果を無くすことが、ものすごい空気抵抗低減効果を生むわけです。凹凸は乱流の元となるので、とにかくツルツルな床面を目指すわけです（凹凸を緩やかにつけてダウンフォースを稼ぐのはもっと高度な方法）。ロードスターで言えば、エンジンルーム下と、リアバンパーが代表例ですね。リアバンパーをバッサリ切り取っているロドが多いわけです。リアバンパーカットについてはディフューザーとしても効きますね。ディフューザーは、③の車体下の空気を抜く！というのが目的ですから、バンパーの下半分をカットすれば空気は抜きやすくなります。最近の車はこの辺、ちゃんとしてますね。10年前のエアロパーツでよく見た、バンパーでリア底面をcloseするようなデザインはほとんど消えました。ディフューザーのように跳ね上げなくても、ある程度の効果があるということでしょう。ダウンフォースというよりも空気抵抗低減が大きいのでしょうね。

②は簡単ですね。F1よりもGTのほうがダウンフォースが大きいのは、車体が大きいから。圧力は単位面積当たりの力ですので、面積が大きい方が良いに決まっています。何が言いたいかといいますと、ディフューザーにしろフロントアンダーパネルにしろ、大きいものを選ぶことが最重要だということです。レースではレギュレーションがあるので面積は制限され、形状で差をつけることが重要ですが、私はサーキットで遊ぶこと（友人に勝つこと！）が主目的なので、レギュレーションは特にありません（安全とかはもちろん大事）。公道を走るので、車検が通る範囲が一応のめどですね。その中で、とにかく面積を広げることが重要。実際、去年よりも面積を倍くらい（現在はタイヤ可動範囲以外はフラット化済み）にしたので、大きなダウンフォースを得られている様子です。いずれ定量評価したいです。私のロドのディフューザーはデカイっす。。。

③が難しい。入れるのはF1のハイノーズみたいにすればよいが、制御が難しいです。入れないとは、タイヤハウスを通った風とか、乱流を含んだ風を床下に入れないことです。抜くのは主にディフューザーですが、乱流を抜くという意味ではタイヤ後方もこれです。抜かないのは整流板とかサイドスカートみたいなイメージです。空力関連はこのあたりのトータル設計が重要だと素人目には思ってます。

というわけで③に凝ってます。圧倒的にダウンフォースが効くと思われるのはグランドエフェクトで、車両の両サイドを閉じてしまえばOK。でも公道を走る車としては絶対に無理な構造です。段差がある時点でダメ、サスペンションがある時点でダメ、空気が抜けたら宙を舞うのもだめ。でも興味はあるのでサイドスカートのような位置に整流板を立て、踏切で擦る程度の高さで設置してみました。前輪と後輪の間の領域で長さは1.2m位でしょうか？100均で売っていた、「階段滑りどめ」をネジ留めしてみました。プラスチックなので、何かにヒットすれば壊れ車体にダメージはなく、かつ踏切などではしなやかに擦って曲がるので、意外とタフなやつです。取り付けたときに3cm程度のフラップが付いているような感じです。泥除けということで車検はOKなのかなぁ？

結果、すごいです。なんでしょうこれ？高速でハンドルが重い。異様に重い。アンダーパネルを取り付けると、高速の段差でジャンプせず地面に引き戻されるような感覚を経験している人は多いかと思うが、それが極端な感じ。特にコーナーリングでの安定感が向上。オンザレール感がとても高い。勿論轍にハンドルを取られやすくなっているので、いいことばかりではない（悪路では疲れる）。でも通勤で履いている185/60R14ネオバの限界を余裕で超えているぞ。高速ばかりではなく一般道でもある程度効いている。

不思議なのは、最大ロール時でも地面との隙間は数cmは開いており、擦るような状況ではない。また、コーナーリング中に段差を越えたりしてもダウンフォースは抜けない。そんなおっかない車にしたくないし、多分作れない。なので、グランドエフェクトではないはず。グランドエフェクトは、車両の両サイドを完全に閉じて真空化する感じなので、隙間が大きい今回の場合とは違う。じゃあ何だろう？（実は狙った効果が得られたわけであるが）

おそらく整流の効果である。コーナーリング中は風が斜めに入ってくるのを、100均階段滑り止めフラップで整流化して車体前後方向へ流すようにした効果と、横に抜ける風を抑えた効果の合計であろうと思われます。前提として、フラットフロア化とディフューザーが無いと、あまり効果は得られないと思われます。あくまで空気が流れるポテンシャルを引き出す技だと思います。ということは、現代の空力のしっかりした、床面の平らな車（プリウスをはじめとしたエコカーとか、最新高級ミニバンとか）には効くかも知れませんね。アクセラでさえ、床面設計をちゃんとやっているようです。

ヤフオクとかでよく見かけるグランドエフェクターは、私が思うに、あれは単なる整流板ですね。ロータスF1が昔やったグランドエフェクトとは別物でしょう。でも、床面に何にもしていない車には効くと思われます。空気を流す方向が私の車とは異なり、サイドへ排出するように仕向けていますが、フラットでない車体下で、パラシュート効果や乱流が入り乱れた部分の気流をサイドへ排出するので、陽圧をうまく排出するのだと思われます。アクアラインの横風とかにも強くなりそうですし、トラックを追い抜く際のハンドル取られも無くなりそう。サイドステップがデカイと効果は低そうですが。古い車ほど効果があると思います。最近の車だと単なる空気抵抗になる場合もありそうですね。

昨年敗北したVCSEL-Racing今年は絶対勝つと誓い、ロードスターの改造進行中である。ライバルもこのページを見てるので、詳細は書けませんが、一つはディフューザーの改良である。私のロードスターには既にフルフラット化が為されており、ダウンフォースはそこそこのレベルにある。だが問題もあり、その一つは、補強用に入っているフレームの強度不足である。また、進行方向に平行な仕切りも無いため、コーナーで効率的にダウンフォースが掛かっていないと言う問題があった。

今回は、江口自動車オリジナルフルフラットボトムを改造し、強度増強、ダウンフォース増加を狙ったセッティングを考えている。

今週末はフレームの強度アップと、支持ポイント増加によるフレーム変形防止策を施し中。目標は、人がぶら下がれる程度の強度をもつこと、である。

支持ポイントを増加し、メインの梁も強度を増して変形を防止した。結構強度が出ている割りに、重量増も抑えたつもり。

更にはディフューザーの気流制御を狙い、中心付近の気流を跳ねあげるセッティングを試みている。

きっとうまく行くはず。目標は、GTウイング無しに十分なダウンフォースを得ること。さあ、どうなるでしょうか。。。