【意外と知らない】スポーツカーの派手な「羽根」はカッコつけじゃなかった

【意外と知らない】スポーツカーの派手な「羽根」はカッコつけじゃなかった

100km/h近くで効果が感じられる立派な機能部品

 セダンやクーペのボディを横から見ると、ルーフ側は凸状で、ボディ下面はほぼ平ら。シルエットだけ見ると、大雑把に言うと、飛行機の翼の断面図のようになっている。

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 こういう形のものが、高速で移動すると、前面にぶつかった空気が、ボディの先端で凸側を流れるルートと、ボディ下面のフラット側を通るルートの二手にわかれる。

 わかれた空気は、それぞれボディ形状に沿って流れていくので、ボディ下面は近道を通り、ルーフ側を通った空気は、遠回りすることになる。分かれた空気が、そのまま交わらなければ、何にも問題ないのだが、乗用車のボディは短いので、いったん分かれても、ボディ後端で再合流する。

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 このとき、ルーフ側の空気とボディ下面側を流れた空気の通過時間は、ほぼ同じ(クルマのルーフとフロアは当然、同じ速度で動いている)なので、遠回りさせられたルーフ側の空気は、近道したフロア側の空気に追いつくため駆け足を強いられる。

 この速い流れの空気は、周囲の空気より圧力が低く、流れが遅かったフロア側の空気は、ボディ後端で合流したとき、この圧力の低いルール側の空気に吸い寄せられ、ボディ全体が浮き上がる力=揚力=リフトフォースが発生する。

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飛行機はこの原理で空を飛ぶわけだが、クルマにリフトフォースがかかると、タイヤの接地性が低下し、グリップ力が落ち、接地感が薄れてフワフワした不安定な走りになって望ましくない。

 リヤ羽根=リヤウイングは、そのリフトフォースを減らし、できればリフトフォースの反対、車体を地面に押し付ける力、いわゆるダウンフォースを得るために用意されたシロモノだ。

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 前述の通り、リフトフォースは、ボディ後端で上下の空気流が合流するとき発生するので、ボディ後端にリヤウイングを取り付けることで、ルーフ側を流れてきた空気の流れを変えて、フロア側の空気と合流しづらくさせるというのがその仕組み。

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 と同時に、ウイングの羽根自体を、上面を平ら(凹型)に、下面を膨らませる(凸型)ことで、翼の逆形状にして、ダウンフォースを得る役割を果たしているわけ。(ウイングの上面に空気をぶつけて、その抵抗力で車体を地面側に押し付けているわけではない)
ちなみに、空気の力は、速度の二乗に比例するので、高速になればなるほど影響が増してくる。だいたい、80km/h以下ではリア羽根の有無は体感できないかもしれないが、100km/hを超えると、どんどん効果を発揮してくる。

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だからといって、大きなもの、羽根の角度が立ったウイングをつけると、空気の抵抗が増えて、燃費等や、クルマの前後のバランスにも悪影響が出るので、難しいところ。

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 F1をはじめレーシングカーの設計者たちは、いかに空気抵抗が小さく、大きなダウンフォースを得られるかを、日々追及しているわけだが、市販車だって、空力はエコと操安性に直結しているテクノロジー。空気は見えない世界だが、どのメーカーもけっこう力を入れている分野なので、リヤ羽根は、見た目以上にディープな世界なのだ。

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