JP2020189511A - 圧力差によるダウンフォース発生構造 - Google Patents
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Abstract
Description
ただ、昨今のモータースポーツのレギュレーションの「空力部品は可動してはならない」というものを考慮して本実施例では吸気口、排気口及びその間のダクトの断面積及び形状は図3の形状で不変とする。
ベルヌーイの定理より、断熱過程に従う非粘性気体の定常な流れでは、流線上で
(右辺)≒274275 となる。
Ptop≒101182[Pa] となる。
27.777[m/s]×A[m^2]×1.293[kg/m^3] - (1) となる。
同様に排気口での質量流量は、
331.45[m/s]×A*[m^2]×ρbtm[kg/m^3] - (2) となる。
A/A*=6.9734を代入し、(1)と(2)が等しいことを用い方程式を解くと、
ρbtm≒0.7556[kg/m^3]となる。
そのため近似的に図2で示した車両下面の一辺1200[mm]の正三角形の部分8のみに圧力Pbtmがかかり、車両下面のそれ以外の部分には圧力Ptopがかかるとして圧力差によるダウンフォースを計算すると、
(圧力差によるダウンフォース)=Ptop×(車両上面の面積)−Pbtm×(正三角形の面積)−Ptop×(車両下面の正三角形以外の面積)=(略)=0.72×(Ptop-Pbtm)= 38756.88[N]
となる。
これは2009年のF1のレギュレーション(現在は削除されている)にある「(マシン全体で)12500Nのダウンフォース量を超えてはならない。」と比較して、膨大なダウンフォース量であるといえる。
したがって(0003)で述べたダウンフォースの前後バランスの問題は本発明では起こらない。
ただ、車両がスピンするなどして吸気口に入る空気がなくなればダウンフォースは失われるが、スピンした際にダウンフォースが失われることはリアスポイラーやリアディフューザー等、ほぼすべての空力装置もしくは車両構造に起こることであり、本発明特別の欠点とはいえない。
しかしダクトの形状をラバールノズル(非特許文献3参照)、すなわち図6のような構造とすることで、車両下面から排出される流れは音速を超え、実施例1と比較してさらなる車両下面にかかる低圧さが期待できるので、そのような構成としてもよい。
2 ダクト部
3 吸気口部(エアインテーク)
4 左前輪
5 左後輪
6 吸気口部
7 排気口部
8 実施例1において近似的に負圧がかかるとする正三角形部
9 車両
10 スロート部
11 流線
12 車両(ダクト)が流れに下向きの力を与えている箇所
13 車両(ダクト)が流れに上向きの力を与えている箇所
14 右前輪
15 右後輪
16 ダクト内を通る空気の流れ
17 エンジン
18 ラジエーター
19 エンジンルーム兼ダクト
20 吸気口部
21 排気口部
22 ダクトがラバールノズルの形状となるための排気口部
23 吸気口部
24 排気口部
-排気口間)をラバールノズルの形状とすることでさらに流速が上がる。その噴流を車両下面に沿わせるように流すことで車両下面にかかる圧力が小さくなり、車両上面との圧力差が生まれ、車両に下向きの力、すなわちダウンフォースが生まれる。
2 ダクト部
3 吸気口部(エアインテーク)
4 左前輪
5 左後輪
6 吸気口部
7 排気口部
8 実施例1において近似的に負圧がかかるとする正三角形部
9 車両
10 スロート部
11 流線
12 車両(ダクト)が流れに下向きの力を与えている箇所
13 車両(ダクト)が流れに上向きの力を与えている箇所
14 右前輪
15 右後輪
16 ダクト内を通る空気の流れ
23 吸気口部
24 排気口部
Claims (6)
- 単数又は複数のダクトを備えた自動車の構造であって、車両走行中、前記車両前面に設けた単数又は複数の吸気口より前記ダクト内に取り入れた空気の流れを、前記車両下面の先端から後輪の先端部までのいずれかの位置に設けた、前記吸気口よりも前記流れの向きに対して垂直面の総断面積が小さい単数又は複数の排気口より、水平面に対しほぼ平行の角度で、前記車両下面に沿わせるように前記車両後方に排出させることを特徴とした自動車の構造。
- 前記吸気口又は前記排気口又はそれら両方の前記総断面積が可変であることを特徴とした請求項1に記載の自動車の構造。
- 前記排気口の向きが前記車両のハンドルと連動して左右方向に関して前記ハンドルの向きと前記流れの向きが逆となるよう可変であることを特徴とした請求項1に記載の自動車の構造。
- 前記流れをラジエーターを経由させることを特徴とした請求項1に記載の自動車の構造。
- 前記流れをエンジンルームを経由させることを特徴とした請求項1に記載の自動車の構造。
- 前記ダクト内の前記吸気口と前記排気口間に、前記流れの速さが音速となるように前記ダクトの前記総断面積の縮小部を設け、前記排気口部の前記総断面積が前記縮小部より大きくなることを特徴とした請求項1に記載の自動車の構造。
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JP2019094493A JP6633797B1 (ja) | 2019-05-20 | 2019-05-20 | 圧力差によるダウンフォース発生構造 |
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JP6633797B1 JP6633797B1 (ja) | 2020-01-22 |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP7335563B1 (ja) | 2022-02-24 | 2023-08-30 | 亮吉 土谷 | 車両底面への噴流発生器 |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US4476820A (en) * | 1981-07-06 | 1984-10-16 | John Nixon | Engine compartment structure |
JP2006240455A (ja) * | 2005-03-02 | 2006-09-14 | Nissan Motor Co Ltd | アンダーカバー |
JP2009248746A (ja) * | 2008-04-07 | 2009-10-29 | Toyota Motor Corp | 車両用空力制御装置 |
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JP2017013638A (ja) * | 2015-07-01 | 2017-01-19 | スターライト工業株式会社 | エンジンコンパートメントの冷却制御構造 |
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- 2019-05-20 JP JP2019094493A patent/JP6633797B1/ja not_active Expired - Fee Related
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JP2023126063A (ja) * | 2022-02-24 | 2023-09-07 | 亮吉 土谷 | 車両底面への噴流発生器 |
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