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【違法なので一般道では厳禁だけど理屈として知りたい】スリップストリームは普通のクルマでも効果があるのか?

 前走車にピッタリくっついて追走することによって、空気抵抗を減らして省エネ走行をする「スリップストリーム」。F1などの自動車レースや自転車レースなどで利用されるテクニックですが、一般のクルマでも利用すれば、燃費の低減につながるはず。

 スリップストリームを一般車の高速走行で行った場合、どういった条件でどの程度の燃費低減効果が得られるのでしょうか。

【違法なので一般道では厳禁だけど理屈として知りたい】スリップストリームは普通のクルマでも効果があるのか?

文:Mr.ソラン、エムスリープロダクション
アイキャッチ写真:Adobe Stock_wesel
写真:HONDA、Adobe Stock、写真AC

先行車の負圧を利用した走法

 走行中のクルマの周囲では、空気がサイドミラーやタイヤなどの車体の凹凸部にあたって剥離することで、渦が生成されます。これによって、空気と車体表面に圧力変化や摩擦力が発生して、進行を妨げる方向の空気抵抗が発生します。

 また、車体後部には後流渦が発生します。クルマの上部を通過する流れが、クルマの下部と路面の間を通過する流れよりも多いため、クルマの後部に渦が発生してその領域が負圧になります。車体後部の空気の圧力が下がるとクルマを後方に引っ張る力として働くので、これも空気抵抗になります。実は、クルマの空気抵抗は、車両前側よりも車両後ろ側の処理の下の方が、空力に大きく影響しているのです。

 空気抵抗は車速の2乗に比例するので、車速が上がるほど指数関数的に増大します。クルマのスタイリングは、低速域ではそれほど燃費に影響を与えませんが、80km/h以上の高速になると大きな影響を与えるのは、そのためです。また、流線形のスポーツカーでは、後流渦の生成が少なく、ボックス型のファミリカーは生成しやすくなります。

 自車にとっては空気抵抗となる後流渦ですが、後続車はこの渦による負圧を利用できます。後続車が、負圧領域まで接近すれば、後続車には負圧によって先行車に吸い込まれる力が働き、空気抵抗を減らした省エネ走行ができるのです。これが、スリップストリームと呼ばれる走法です。

できる限り高速で大型車に接近して追走すると効果的

 F1やインディカーなどの高速レースでは、1mを切るようなギリギリの車間距離で追走して、余力を残しながら走行を続け、タイミングを見計らって一気に追い抜くシーンをよく見かけます。これが、スリップストリームを利用した代表的な例です。

 自転車レースも同じで、先頭車の後ろに連なって走行し、最後の最後で一気に加速して勝負します。後ろについて空気抵抗を避ける走法が絶対的に有利なのです。また、スケートのパシュートの場合は、3人が接触しそうなくらいの間隔で縦列を組んで2列目と3列目の選手が余力をもって走行し、空気抵抗を受けやすい先頭の選手を入れ替えながら、より早いタイムが出るように走行します。これらも、スリップストリームを上手く利用した走法です。スリップストリームを効率的に利用するためには、次のような条件が効果的です。

・クルマの後部に発生する負圧は、車体後部表面に近いほど高いので、できるだけ接近して追走
・後流渦は高速ほど発生しやすいため、高速での追走
・前面投影面積(クルマを前から見たときの面積)が大きいトラックのような大型車の追走
・空気抵抗の少ない流線形のスポーツカーよりも、ボックス型のファミリカーの追走

先行車の後流渦による負圧領域まで接近すれば、後続車は負圧によって先行車に吸い込まれる力が働く。このスリップストリームを利用して、空気抵抗を減らした省エネ走行が可能

車速80km/h、車間4mのトラック隊列走行で、燃費が15%向上

 一般走行でも、スリップストリームを実現できれば、省エネ走行によって燃費低減が期待できるはず。どのような条件で、どの程度の効果が見込まれるのでしょうか。

 NEDO(新エネルギー・産業技術総合開発機構)の大型トラック走行試験で、車速80km/h、車間距離4mの自動隊列走行において、燃費は15%向上するという結果が得られています。トラックは、決められたコースを走行することが多いので自動運転が活用しやすいのです。

 また参考ですが、直進路を車速90km/hで走行する大型トラックをコンパクトカーで追走する試験で、車両間隔3mで39%、6mで27%、15mで20%、30mで11%の燃費向上が得られたという報告があります。リアルワールドでは、一定速度で直進するということはないので、実際にはこれだけの好結果はまず出ないはずですが、NEDOの結果を参考にすると、(条件によって異なりますが)トラックを追走する乗用車なら、車速80km/h以上で車間距離10m以下をキープすれば、10%程度の燃費向上が期待できるかもしれません。

 高速道路の100km/h~120km/hなら、もう少し効果が大きい可能性もあります。一方で、前走車が一般的な乗用車だともっと接近しないと、効果は出せないはず。ただ、いずれにせよ車間距離10m以下というのは、安全性を考えると現実的ではありませんね。

自動運転ならできるかも

 道路交通法では、適切な車間距離で走行することが規定されており、守らなければ車間距離保持義務違反になります。車間距離保持義務違反とされれば、一般道だと(普通車で)反則金6000円、違反点数1点、高速道路だと反則金9000円、違反点数2点。近頃だと「あおり運転だ」と判断されるかもしれませんし、なにより車間距離不保持は大変危険な行為なので、くれぐれも一般道では実施しないようお願いいたします。

 また、高速走行では絶対にブレーキが間に合わないので、危険で現実的ではありません。特に、トラックの追走は前方の見通しが利かないので絶対にやってはいけません。

 一般走行で利用が困難なスリップストリームを生かせるとしたら、車-車間通信技術を活用した自動運転でしょうか。トラックの隊列走行のように、安全が担保されたうえで、車間を詰めた自動運転ができれば、効果を発揮することが可能です。毎夜、荷物を輸送してくれる輸送トラックにとっては非常に有益ですが、「運転を楽しむ」というクルマの本質を求める方にとっては、ちょっとつまらない世界になってしまいますね。

◆     ◆     ◆

 自動車レースなどで当然のように使われているスリップストリーム。理屈上は一般路の高速走行でも効果を発揮して、燃費低減に活用することは可能ですが、効果が出せるのは車間距離10m以下の危険で非現実的な条件なので、実際には利用はできません。間違っても、挑戦しないようにしてください。

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