Vol.2:
ABC of Aero Dynamics (1)
(written on 1st.Nov.1997) |
|||
今回は空力、空気力学という分野について語っていきましょう。 F-1マシンはものすごいスピードで空気を切り裂いて走っています。当然、空気から受ける力も凄まじいものとなります。この空気をいかにして扱うか、これがF1空気力学の研究テーマというわけです。 |
|||
葉巻き型ボディのマクラーレンM7A |
昔のF-1の写真をご覧になったことがあるでしょうか? マシンのボディは非常にシンプルな葉巻や弾丸のようなスタイルで、それがタイヤをつけて走っているような感じです。いかにもシロート目には空気抵抗が少なそうですね。逆にかえって現在のF-1のほうが空気抵抗が多そうな形をしています。 |
||
しかし、事実は全く逆です。葉巻スタイルの時代のF-1界にはまだ空気力学という概念は定着していませんでした。それが'70年代あたりから急速にその部分の研究が発達し、現在では各チームが風洞を導入し、非常に高度な空気力学の研究が行われているのです。もはや航空機レベル、いやそれ以上だと言っても過言ではありません。 さて、実際のところ、空力って具体的に何を研究しているのでしょうか?
しかし、今のF-1の空気力学にはそれよりももっと重要な研究項目があるんです。それは「ダウンフォースを得ること」。
ところが速さを追求するF-1では重いということはエンジンパワーの浪費であり、致命傷です。もちろん燃費も悪くなってしまいます。 そこで考えられたのが、「空気の力を利用しよう」ということです。これまでただ邪魔でしかなかった空気を逆に利用してなんとかマシンを安定させる力に変えることはできないだろうか?そうすればマシン自体の重量を増やすことなくタイヤを地面に押し付けて十分にエンジンのパワーを伝え、そしてコーナーでも安定した走りができるのではないか?
そこでまず注目されたのが翼〜「ウィング」です。
|
|||
ウィングの原理 |
そもそもウィングとはどういう仕組かというと、側面から見ると、上下の長さが違う滑らかなカーブを描いた形をしています(図の上は飛行機の翼、下がF-1のウィング)。
|
||
でも空気というのは不思議なもので(別に空気に限った話ではないんですが)、...う〜んとぉ、簡単に言うと今のそのものの状態をずっと保とうする性質があります。ですから、このウィングを通る前と通った後で状態が変わらないよう遠回りになる通路を通る側の空気は近道になる通路よりも速く流れてウィングの後端で近道側の空気と合流しようとします。すると速く流れる側の空気の圧力が下がって「負圧」というものが発生します。つまり一種の真空状態みたいになるわけです。
まあつまるところ、飛行機の翼というのは上面の通路を長くして上面に負圧を発生させて上への力=揚力を得ているわけです。 |
|||
フェラーリ312のウィング |
じゃあこれを上下逆に取り付けて、下面の通路を長い構造にしてしまえば逆揚力=ダウンフォースが発生するのではないか?....そう、その通り、大正解でした。
|
||
ウィングを取り付けたマシンの走りは安定しており、コーナーで非常に速かったので、またたく間にウィングは全てのチームへ伝染していきました。
このウィングが導入された頃から空力への関心が高まり、だんだんと高度で専門的な研究がされるようになっていったわけです。 |
|||
現代F-1のウィング ('97年のウィリアムズFW19) |
もちろん今のF-1にもウィングはついています。
|
||
こんなところですか。 空力というのはまだまだ奥が深くて、まだまだ説明しなくてはならないことがあります。...ということで次回は、より突っ込んだ空力の解説をしていきます。 |
|||