あっさ～のブログ一覧

こんばんわ


普段ウンチクブログをアップしない私ですが最近友達となった方の
ブログに感化されまして、浅い知識ではありますが語らせていただきます。

題して「ダウンフォースの原理」

最近サーキットを走る車は空力を意識したパーツを装着される方が多くいますね。
それらのパーツを使ってダウンフォースを得ようという狙いがあると思います。

ではダウンフォースはどうやったら発生するのか？
そのあたりを超々ざっくりと説明しますｗ


「飛行機の翼をさかさまにつければいいんよ！」








すみませんざっくりすぎました。

何を言いたいかというと、飛行機が飛ぶ原理がわかればそれを逆にして考えればいいということです。


飛行の原理を理解する上で最低限必要な公式というものがあります。
「ベルヌーイの定理」というものですが、これまたざっくり説明すると



動圧+静圧＝一定



です。

またざっくりすぎましたね。


では、動圧　静圧ってなんぞや？って話になりますが
まずは静圧から説明します。


地球上の空気には大気圧なるものがあると学校で習った記憶ありませんか？
海抜0メートルでは1気圧の圧力があらゆる方向からかかっているというやつです。
それが静圧です。


風が吹いたり車に乗って移動すると風圧を感じますよね？
それが動圧です。

つまり風（動圧）が吹くと大気圧（静圧）は減るということです。
（かなりざっくりです専門の方はご容赦ください）

これを踏まえて下の図をご覧ください。




黒い線の楕円形はリヤウイングの断面と思ってください。
上の図は停止中の状態のリヤウイングにかかっている圧力を表しています。
大気圧はあらゆる方向に等しく圧力をかけていますからウイングの上面と
下面ではかかっている圧力は変わりません。
ここでは大気圧が10かかっていると仮定します。

この状態をベルヌーイの定理に当てはめると

動圧（0）+静圧（10）＝一定（10）


となります。
ではこのウイングのついた車を走らせるとどうなるか





上の図の青線は車を走らせた際の空気の流れを表しています。
仮に車を５の速度で走らせたとします。
ウイングの上面は平らですのでそのまま５の速度で空気は流れていきます。

ウイングの仮面は下方向に膨らんでいますので瞬間的に圧縮され速度が上がります。
ここでは上面では５、下面では７の速度で空気が流れたとします。


ベルヌーイの定理に当てはめるとどうなるか

停止中の公式は0（動圧）+10（静圧）＝10（一定）でしたね

つまり動圧と静圧の和は一定で変わらないということですから
ウイングの上面では

5（動圧）+ｘ（静圧）＝10
ｘ＝10-5
ｘ＝5

静圧は５ということになります。

ウイングの下面では

7（動圧）+ｘ（静圧）＝10
ｘ＝10-7
ｘ＝3

静圧は３です。


つまり車を走らせるとウイングの上面は５の力で下向きの力がかかっているのに対して下面は３しか上向きの力がかかっていないことになります。


これがダウンフォースの原理です。

飛行機はこの原理を逆にして空を飛んでるんですね。

（この説明は本当にざっくりです、詳しい方の補足お待ちしておりますｗ）