プリウス空力実験その２

前回の実験で、カナード及び後端のフィンを取り付けると
車の直進安定と空気抵抗が改善されることが判りました。
http://sekiai.net/TieNote/AeroDynamics.html
フィンを取り付けるのに最適な位置はこれで分かったので、
今回は形状と大きさを色々実験してみようと思います。

まず、エーモン静音フィンを流用してみることにしました。
高速道路を走ってみますが、残念ながらカナードには小さすぎるらしく、
直進安定性向上の効果がほとんど感じられませんでした。

そこで、色々な形のフィンを１００円ショップの軽量粘土で作ってみました。

大き目のフィンは直進安定性に良く効きますが、
空気抵抗になるらしくフィーリングはいまひとつでした。

一般的なカナード形状は素晴らしい効果があり、矢のように直進します。
修正舵が要らなくなるためスピード感が減りますね。
ノーマルと比べると１５キロぐらい遅く感じます。(^ω^)

実はカナードは一般的なイメージとは違い、
ダウンフォース増加よりも直進安定性の効果の方がずっと大きいです。
その割合は１：９ぐらいかそれ以上に感じます。

なぜカナードが直進安定に効くのかよく分からなかったんですが、
おそらく前輪およびタイヤハウスから発生する乱流を
カナードから発生する縦渦が整流しているのではないかと思います。

参考動画(自動車の横の空気の乱れ)
https://www.youtube.com/watch?v=Qo4t-Y17gfo

カナードは角度が付くほど直進安定性が増えますが、やや空気抵抗が増える感じがします、
水平から４５度まで試しましたが、乗用車の場合は大体１５度ぐらいが調度良い感じがします。

水平に取り付けると空気抵抗最小となり、直進安定性はやや弱まりますが
それでもノーマルの時と比べると直進性に雲泥の差があります。

前後に短くて反り返りの大きいカナード
これも悪く無いですが少々効きが弱く、長いカナードのほうがフィーリングが良いです。

小さめで流線型の形状のフィンを取り付けてみました。
空気抵抗は更に減りますが、直進安定の効果も少なめとなります。
カナードのような劇的な直進性はないですが、これも良好なフィーリングです。

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車体後端に付けるフィンの形状も色々試しました。
トヨタでは、エアロスタビライジングフィンと呼ばれているものです。

こちらもエーモン静音フィンを流用して取り付けてみましたが、
やはり小さいせいかほとんど効果は感じられませんでした。

ボール紙で作った菱型のもの
たしかに空気抵抗は減っているようですが、その効果は小さめです。

100円ショップのソフトボールを半分に切ったもの
これは大きすぎるようで空気抵抗が増えてしまいました。
ただ、後ろに抵抗物があるので直進安定は良くなります。

ピンポン玉を半分に切ったもの
これは大変良いです。(゜▽゜)
貼り付けた途端、あきらかに空気抵抗が減るのが体感できます。
感覚的には空気抵抗１５％減ぐらいでしょうか。

あと、驚いたことに70km/h以上の加速が良くなります。
空気抵抗が減ってるんですから、よく考えれば当たり前ですけどね。
なんか新鮮な感覚だったんで、ちょっとビックリしました・・・。(^-^;)

流線型のフィンにすると、さらに空気抵抗が減ります。
ただピンポン玉との差は非常に僅かでした。
１００円ショップのピンポン玉、優秀です。(^ω^)

今度はイタズラで、カナード用のパーツを後端に付けてみました。
全然期待していませんでしたが、付けてビックリ！
これ素晴らしいです！！(゜▽゜)

直進安定性が大変良くなり、ピンポン玉と同じぐらい空気抵抗が減りました。
例えると今より１００万円ぐらい高級な車に乗っているみたいな、
なんとも言えないシットリとした走行フィーリングになったのが感じられます。
性能的にはこれが一番良いです。

さて今回の実験の結果です。
最良の組み合わせはフロントに２０ｃｍぐらいのカナードを１５度の角度で取り付け、
後端に半分に切ったピンポン玉か、カナード状のフィンを5度の角度で取り付けることです。
これで高速道路で見違えるほど安定走行するようになりますし、空気抵抗も減ります。

その違いは、ノーマル車と乗り比べてみればだれでも分かります。
「なんとなく良くなったような・・・」とか言うレベルじゃないです。
だって、まるで違う車に乗ってるみたいに真っ直ぐ走るんですからね。
修正舵がいらないので、長時間走行時の疲れ方も違ってきますよ。(^ω^)

----オマケ---------------------------------------------

フロントバンパーの下にスプリッターを付けてみました。

下品になるので乗用車にこういうのはあまり付けたくないですが、
何事も実験ですからね。(^-^;)
材料はいつものようにダンボールです。

これほど大きな空力デバイスなので、当然大きな変化があると思っていたのですが、
１００キロ程度ではほとんど効果を感じません。
追い越しで１２０キロ出た時に少しダウンフォースを感じましたので、
おそらくこれは、もっと速い速度域で効いてくる空力デバイスだと思われます。

そもそもコーナーを攻めない街乗り用の乗用車にダウンフォースを与えても、
ほとんどメリットは無いですしその恩恵も少ないですね。
もちろんタイヤをきしませてコーナーをガンガン攻めるスポーツカーであれば、
ダウンフォースは大歓迎です。

ところで水平に取り付けた板がなんでダウンフォースを発生するのか、
原理がよく分からなかったんですが、
高速走行時に最も強い正圧が発生しているフロントバンパー前と、
速い気流が流れている路面付近の圧力の差により、
この板が下向きに強く押さえつけられダウンフォースが発生すると思われます。
これはウイングのように直接ダウンフォースを受け止めるパーツですから、
張り線なども併用してかなり頑丈に車体に取り付ける必要があるようです。