可変ウイング(自動で出てくるウイング)について質問です。レクサスLFA、BMの３シリーズとMINI、ランボルギーニ、パナメーラ等、いろんな車に採用されていてカッコイイと思うのですが、アレはGTウイングみたいに

Question

下に風を通す形にしないをダメなんですか？普通の車に付いてるスポイラーみたいにウイングの下に風を通さない方式の方がよっぽど速く出し入れでき軽く作れそうに思えるのですが。例えばウイングの支点をトランクの表面にして、ウイングの後部だけ突き上げれば同じ効果が出そうな気がします。可変ウイングを付けてる車種の中には作動してる途中に逆方向に荷重が加わり、その時に浮いちゃうんじゃね？って車もありますし、パナメーラなんて下手したらカーブ抜けた頃にウイングが完成しそうな勢いです。あの超複雑なギミックは理にかなってるのでしょうか？それともカッコイイからそうしてるのですか？

Answer 1

asugaarucupさんへ

>可変ウイング
>下に風を通す形にしないをダメなんですか？
翼、なら下面に乱れ無き気流がブットく流れてくれないと悲しいです。d(^^;)

>スポイラーみたいにウイングの下に風を通さない方式の方が
>よっぽど速く出し入れでき軽く作れそうに思えるのですが。
まあ、そんな気がしますねぇ私も。(^^;)

>パナメーラ
>あの超複雑なギミックは理にかなってるのでしょうか？
>それともカッコイイからそうしてるのですか？
ちょっと見てみました。
確かに苦労して作ってますね。d(^.^;)スゴイ
でも、動画で観ただけですが、端の方は丸っこい車体との隙間に、塞ぎ板で空気が流入しない様にしてたりしませんか? もう少し考えて欲しかった気もします。(苦笑)

纏めますが。
Wing・翼なら、ダウンフォース発生の為には、下面に乱れ無き気流が纏まって多量に流れてくれないといけません。負圧を発生させて吸い寄せられるのですから。
それは、かつてレイトンハウスマーチのエンジニアだったエイドリアン・ニューウェイ(!)が、翼面に貼られたスポンサーのステッカーを「気流が翼面から剥がれて乱れるから」との理由で剥がさせた事も在る程。
なので、一般的な乗用車においては、ルーフ延長線上の空間に位置させ、後方乱流(カルマン渦)を整流しつつ、ダウンフローを出来るだけ生じさせない様にデザインされるべきかと考えます。
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%89%E3%82%A4%E3%83%84%E3%83%84%E3%83%BC%E3%83%AA%E3%83%B3%E3%82%B0%E3%82%AB%E3%83%BC%E9%81%B8%E6%89%8B%E6%A8%A9#mediaviewer/%E3%83%95%E3%82%A1%E3%82%A4%E3%83%AB:DTM_Meisterauto_1992.jpg
翼後端のフラップ類は、対気速度が遅い自動車だから問題に成らないだけで、本来なら余り気流を曲げる事を意図しない方が良い結果を得られる筈の物です。
スポイラーなら、抗力と(逆)揚力の関係から、比較的自由にデザイン出来るでしょう。但しそれが美観と両立するかは、又別の話です。d(^.^;)
揚抗比から考えたら翼型の方が優位ですが、車への適用、と言う事を考えるべきですね。

・・・と書いて来てから、ふと思い浮かんだのが

>ウイングの支点をトランクの表面にして、
>ウイングの後部だけ突き上げれば同じ効果が出そうな気がします。
ですが、こうでしょうか?
http://majo44.sakura.ne.jp/planes/109/flap03.html
(2番目の「Split flap」の項参照)
飛行機とは上下逆に見なきゃいけませんけど、単に「起こす」って事ならこう成ります。が・・・

開けた(立てた)ら、後ろにこんなモン
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%82%AB%E3%83%AB%E3%83%9E%E3%83%B3%E6%B8%A6
が発生しませんか? d(^=^;)

ランボのスーパーカー等で、(超)高速安定性に欠けると言われたりするのは、後部上方でこれが発生して吸い上げるから、と推察されています。

気流は兎に角、先ずは出来るだけすんなり流す事が大事。その上で、吸い上げられての揚力を減じ、出来るだけダウンフォース側に持って行ければ吉、と言う物なのです。

尚、以前にこの様な物も書いてみていますので、ご参照頂ければ幸いです。
http://detail.chiebukuro.yahoo.co.jp/qa/question_detail/q1073309770
http://detail.chiebukuro.yahoo.co.jp/qa/question_detail/q14116215029

質問者からのお礼コメント

詳しく教えてくれてありがとうございます。羽はやっぱ羽じゃないをダメなんですね。僕の言っていたのはたぶん、戦闘機の背中に付いてるエアブレーキみたいな感じです。ですよね、スピード落とさないでダウンフォースでグリップさせてカーブ曲がった方が速いですもんね。すっきりしました、ありがとうございました。

Answer 2

●リヤ・ウィング・スポイラの目的
車両後方の下向き荷重を増して，伝達駆動力限界をあげることです。

最大の伝達駆動力＝車輪の垂直荷重×摩擦係数

●どうして車体から少し離すのか？
一般にルーフ後端から流れは剥離していきます。このためトランクリッド後端では完全な剥離流れ状態で，ここにウィング（翼）を置いても乱れた流れが翼を揺らすだけで，揚力抑制効果はあまりありません。
このため乱れの少ない車両上方（＝トランクリッドの少し上）に翼を配置し，翼後端をやや上に置くことで下方向きの力を生むことができます。つまり車両後方揚力をマイナス側に近づけられます。

●フロント・スポイラの目的
車両前端に当たった空気流れはバンパ上部あたりで上下に分割します。このためバンパ上部から下の空気流れが車体下面に流入します。これにより車体下面の気流の速度と圧力が上昇します。
速度が高くなると，ベルヌーイの法則（厳密には，そのまま適用できませんが）から圧力が低下します。しかし高さ150mmのところに高さ350mmくらいの空気流れが入るので，圧縮され圧力は上昇します。
この圧力低下と圧力上昇の両方が働くのですが，一般に圧力上昇の方が，大きな効果になり，揚力として働きます。

これを防ぐには，車両前端に当たる空気流れの上下分割点（死水点）を下げることです。フロント・スポイラを使うと，車体下面に空気流れが入りにくくなるので，死水点が下方に移動し，車体下面の圧力上昇を抑えることができます。つまり揚力を小さくできます。

●車両下面に速い流れを作れるか？
もし速い流れを作れれば，ベルヌーイの法則から圧力が低下し，揚力を抑えることができます。しかし車体上下の空気流は，車両前端で上下に分割された後，必ず，車両後方では一緒になります。一般に車体上面は車室があるため，高さがあり，流れの経路は，下面より長くなります。つまり車体下面の流速は，車体正面の流速より低くなります。

以前，レクサスISで車体前部の下面に段差を設けて，流速を高め，揚力抑制を狙っていましたが，同時に圧力もあがるのでほとんど効果はありません。

車体下面で大きい効果があるのは，アンダーパネルによりフラットな下面を形成し，流れの乱れを少なくすることです。乱れが少ないと，流速が低いところが少なくなり，静圧が低下し，揚力が低下します。

欧州のプレミアムカーでは，きれいなアンダーパネルを設けることで，安定した高速走行を実現しています。日本でもレクサスの高級車部門などが真似ています。

簡単ですが，ご参考になれば幸いです。

Answer 3

あなたの言ってるのは、可変ウイングではありません。可変スポイラーです。
ウイングとスポイラーは目的が違います。

Answer 4

ダウンフォースって言葉をお聞きになった事があると思いますが、コアンダ効果を狙ってるものです。

車の下に速い気流を流さないと意味がありません。
これは飛行機も同じで気流の流れが速い向きに引きつけられる性質があることから飛行機の羽は上と下では距離が違い上の方が距離が長いので羽の上がの空気の流れが速いことから浮きあがるわけです。

高速道度で大型トラックなどに追い抜かれると車がトラック側に寄りますが要は同じ事です。

Answer 5

流体力学から見ても

上下の圧力差が重要なので