ミニ四駆と空力(その1)

「ダウンフォースだ！！」
これから何回かに分けてミニ四駆でのダウンフォースの活用について私の考えを書いてみたいと思います。
今回は、
「ミニ四駆でダウンフォースを使うべき場面はどこか？」
について考えてみたいと思います。

そもそもダウンフォースとは？

ダウンフォースとは、走行する車体に対して空力によって発生する下向きの揚力です。
実際のレーシングカーなどでは、ダウンフォースをコーナリングに活用しています。

自動車は、コーナリングで発生する遠心力で外側に吹っ飛ばされないように、タイヤと路面との間に働く摩擦力で踏ん張っています。
より高速で、より小さい半径で曲がろうとするほど遠心力は大きくなるので、その分だけ大きい摩擦力が必要になります。
摩擦力はタイヤが路面に押しつけられる力が強いほど大きくなりますから、ダウンフォースによって車体を路面に押し付けると、摩擦力が上がって大きな遠心力でも踏ん張ることができ、コーナリング性能が上がります。
しかし、これは実際のレーシングカーでの話で、ミニ四駆の場合は事情が異なります。

ミニ四駆のコーナリングは？

コーナリング中のミニ四駆は、タイヤと路面との摩擦力によって遠心力に対抗している、わけではありません。
ミニ四駆のコースにはフェンスがあるからです。

ミニ四駆の場合、コーナリング中の遠心力をフェンスが支えてくれます。(フェンスがローラーを押し返す垂直抗力が遠心力と釣り合っている。)つまり、タイヤと路面の摩擦力は必要ないので、ダウンフォースがコーナリングにおいて役立つわけではありません。
では、コーナリング以外の場面でダウンフォースが役立ちそうなのはどこでしょうか？

どこでダウンフォースを使う？

ミニ四駆においてダウンフォースを活用できるのは、スロープセクションでのジャンプだと考えられます。

通常、スロープセクションでは、ブレーキによって速度を落とし、また、提灯の開き具合などを調整して飛び出し角度を低く抑え、飛距離を短くすることで攻略しているものと思います。
しかし、飛び出し角度を低くするのはいいとしても、速度については出来る限り落としたくないものです。
そこで、ダウンフォースの活用を考えます。ダウンフォースは、マシンを下向きに押そうとする力です。マシンを下向きに押せば、飛距離を抑えることができるはずです。その分、ブレーキによる減速をしなくて済むわけですから、速度を維持したままスロープセクションを攻略できます。

つまり、スロープセクションでのジャンプ時にダウンフォースを活用すれば、速度を維持したまま攻略することができ、タイム向上につながると考えられます。

では、どの程度のダウンフォースがあれば充分な効果を得られるのでしょうか？
次回は、必要なダウンフォースの大きさを検証したいと思います！

ご意見ご感想等あれば、是非お寄せください。
よろしくお願いします。

次回