フォーミュラカーはまっすぐ高速で走るとダウンフォースがかかるということは、高速でバックすれば飛んでいくんですかね

Answer 1

飛びます。

そもそも論で言えば、飛行機の主翼は迎え角を上げていくと揚力が大きくなり、逆に迎え角を下げていくと揚力が小さくなり概ね-4°より下では負の揚力・ダウンフォースになります。故に背面飛行の状態でも上下が逆転した状態で重力の逆向きに揚力を発生でき飛行を維持できます。

ダウンフォースを発生するか、揚力を発生するかは、空気の流れに対する物体の姿勢角で変わってしまうのです。
現代のレーシングカーは後部にディフュザーを持ちます。車全体を見ると後端が持ち上がり迎え角を下げた状態です。これが後ろ向きに走ると、迎え角を上げて揚力を発生する状態になってしまうのです。


以下は参考に、飛んだ例。

○1983年富士ＧＣ高橋徹さんの死亡事故
旧富士の最終コーナーでリアがスライドして後ろ向きに走行してしまった。
https://youtu.be/dnu_N5Qjd2Q?si=tsHJTsBsUltQSK0D

○1981年富士ＧＣ松本恵二さんの事故
旧富士のストレートでエンジンブロー、タイヤがロックして姿勢が乱れた。
https://youtu.be/JjRkgLQiDqA?si=zPJi33dwOD9zmkql

○1991年ＪＳＰＣ富士・長谷見昌弘さんの事故
旧富士のストレートで左前タイヤがブローして姿勢が乱れた。
https://youtu.be/2e-Zad4mFb0?si=Y5qtExzIGPMXLqVA


実のところ、前向きに走っても飛んだ例があり、有名なのはル・マンのメルセデスCLR、他にポルシェ911GT1、BMW V12 LMRもロードアトランタで飛んでいます。
これらの車両は走行中の姿勢角変化に対し空力特性が敏感で揚力発生に変わりやすかった様子です。

○1999年ル・マン２４時間メルセデス・ベンツCLR
このイベントでCLRは３度のフライトを起こしてレースを撤退。ビデオは決勝でのピーター・ダンブレック、ほかにマーク・ウェバーが予選とウォームアップで飛んだ。
https://youtu.be/e21ZjwZGjiQ?si=z5HTcqPgpSUADm49

○ロードアトランタでのBMWとポルシェ
最初に出てくるのが2000年のBMW V12 LMR（ゼッケン43）ビル・オーバーレン、次に1998年のポルシェ911・GT1（ゼッケン26）ヤニック・ダルマス、前出1999年のメルセデスもビデオに含まれている。
https://youtu.be/fuVmJHkDFWo?si=uWq6NuWQDzVHo_1q

Answer 2

ウイングカーの場合、ボディ上下の圧力差ではなく、ベンチュリーによるグラウンドエフェクトでダウンフォースーを得ています。流体がそれまでより狭い空間を移動しようとすると速度が上がります。それと同時に圧力も下がります。それによって車体が路面に吸い付くような作用が起こります。これがグラウンドエフェクトです。通常は前方は比較的小さめで後方は大きな開口部になっていますが、スピンなど前後が入れ替わってしまうと大きな開口部から入った空気が狭い空間を通りきれず、所謂ふん詰まりの状態になり、車体を持ち上げてしまいます。ほんのちょっとでも持ち上がってしまうと、今度はフロア全体が凧のように全面で空気を受けてしまい、舞い上がってしまいます。

Answer 3

バックギアではそんなスピードは出せません。
近代ではまだそういう事故は起きてませんが、高速でスピンして後ろ向きになったら、何が起こるかわかりません。
でもそれくらいのことは考えてるでしょうから、宙を舞ったりはしなさそうです。

Answer 4

YES。

ダウンフォースが究極的に大きかったグラウンドエフェクト時代は、スピンなどで後退すると一瞬で離陸するという大事故が頻発しました。（日本で特に有名なのは高橋徹選手の事故で、スピンして舞い上がったマシンがフェンスの上に落ちて、フェンスのすぐ外側にいた観客の1人が死亡しました。）
https://www.youtube.com/watch?v=gCn2ZB7NMEw

・・・スピンで後退すると離陸するのは、『グラウンドエフェクトだから』と言われていますが、翼理論でも同じことが起こります。

つまり前後のウイングや、車体形状でダウンフォースを生み出しているマシンであっても、後ろから風が流れると揚力を誘発するということであり（特にリヤのディフューザは、後退すると結構大きな揚力を発生します）、ただグラウンドエフェクトの後退時の揚力はケタ違いに大きかったというだけです。

軽く340㎞/hを超える米国のオーバルトラックのレース（インディシリーズやNASCARなど）では、マシンに『後退時に揚力を減らし、ダウンフォースを発生させる』空力デバイスを装着することが、レギュレーションで決まっています。

Answer 5

近代のクルマはそこまでにはならない設計ですが、
スピンなどで後ろ向きになると簡単に宙を舞ってしまいます

Answer 6

仮に３００キロでバックすれば、リヤウイングの下に風が流れるので
空中に浮いてクラッシュしますね。

Answer 7

いいえ。