ダウンフォース

登録日:2009/07/01 (水) 16:51:48
更新日:2018/07/12 Thu 09:36:46
所要時間:約 4 分で読めます




ダウンフォースは、主にモータースポーツにおいて使用される用語。
単純な質量以外の要因で車体を地面に強く押し付ける下向きの力のこと。

60年代以降のレーシングカーは、より高速で走行しながらコーナーを曲がりたいため、必ずダウンフォースを得るように設計されている。
ダウンフォースに頼らず、車が効率よく曲がるためにはタイヤの摩擦力を大きくするか、接地圧を大きくすることで対応できる。

簡単に表すと
摩擦力=摩擦係数×タイヤ接地圧

であるが、各レースでは規則によりタイヤの摩擦係数(サイズ、構造、材質)は全車両でほぼ同一であるため、グリップ力を高め、コーナリングパワー(CP)を稼ぐには、タイヤを地面に押し付ける力を増加させる他ない。

しかし、車体重量を増加させした場合には、コーナー走行中に慣性力(遠心力)が大きくなって不利な上、加減速も鈍くなるため、車体重量を増加させずにタイヤを地面に強く押し付ける必要があった。

ストレート上においても高速走行時にはタイヤの路面追従性の低下が起こるが、適度なダウンフォースでタイヤを地面に押しつけることによりこれを防ぐと共に、操縦安定性の悪化やタイヤの空転、最悪の状況である「リフト」の発生を抑制することができる。
強いダウンフォースを得られれば旋回時の速度を向上させることができるが、エネルギー保存の法則により、同時に誘導抗力(空気抵抗)も増すことになり、ストレート走行時の最高速度が犠牲になる。


つまりダウンフォースを簡単に説明すると、

ダウンフォースが強ければ強いほどコーナーの平均速度は高まり、安定したコーナリングが可能な反面、ストレートでの最高速度は落ちる。
しかし、タイヤを強く地面に押しつけて横滑りを防ぐため、タイヤの消耗は和らぐ。

ダウンフォースが弱ければ弱いほど低速でしか曲がれない反面、ストレートの最高速度は伸びる。
しかし、タイヤはダウンフォースによる接地圧を得られないので、横滑りが大きくなり、タイヤの消耗は早い。

難しそうだが、我々一般人が体験できるダウンフォースは身近で、約100km/hもあれば感じることはできる。
ウイングなどの空力添加物があれば、つけるかつけないかで体感できるし、逆にセスナが150km/hで離陸できるというから、容易に想像できるはず。

また、ミニ四駆の某博士は間違ってはないがデタラメである。

現代のF1マシンのダウンフォースはかなり発達しており、最大で2.5tほどのダウンフォースを発生できるといわれており、単に空力のみを考えた場合、理論的にはF1マシンが天井に張り付いて走る事も可能ではあるが、実際には無理である。

市販品でも空力パーツはあるが、空力を考えた場合、どの速度帯を狙うかでまったく方向性が違うので、体感できないものや逆にリフトを起こすものまである。

効率のよいダウンフォースが生まれる車両形状はF-NipponやIRLを代表とするウイングカー形状。
F1にも70年代後期に登場した。

それから、現在規制と進化を繰り返しているディフューザーであるが、そのダウンフォースはF1マシン全体の40%〜50%を占める。
フロントウイングが20%〜30%。
リアウイングは30%〜40%となる。


ちなみに、一般庶民がダウンフォースを実感できる状況は、かなり限られており、自動車免許持ち、かつ愛車持ちで無いと体験出来ない。



理解出来ないヒトは、自分の愛車の屋根と同じ高さの羽根をトランクにでもつけて時速100キロオーバーで走ってみろ


その理不尽な力が理解出来るハズだ。



なお、某奇抜で病気な(厨二病感染者)エクステリアメーカーの社長曰わく



「オレがデザインしたエクステリアは最強だ!誰にも!どんなヤツにも!オレは決して負けん!」

この項目はダウンフォースの設定を間違え、失速中です。
追記、修正を頼みます。

この項目が面白かったなら……\ポチッと/