ミニ 四 駆 ダウン フォース
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05 ボディの違いで走りが変わる | タミヤ
ミニ四駆とダウンフォース ホーム 雑記 ※重要:私は流体力学等については全く素人です。一応、科学的な裏付けを取ったつもりではありますが、あくまで個人の推論としてお読みください。 前回の「 ダウンフォースの効果 」ではその役割について焦点を当てました。今回はミニ四駆に働くダウンフォースについて検証してみたいと思います。ダウンフォースとは力のかかる方向が揚力と逆向きなだけであり、本質的には同じもの(の筈)ですので 揚力の計算式 を用います。下記がその公式です(Wikipediaより引用)。 運動量の時間変化は質量流量と流速の積になるので、揚力のモデル式は、揚力係数 C L を用いて、以下のように表されるのが一般的である。 C L は揚力係数(Coefficient of Lift) ρ は流体の密度(海面高度の大気中なら 1. 2250 kg/m3) V は物体と流体の相対速度 (Velocity) S は物体の代表面積 (Surface) L は、発生する揚力 (Lift) 全ての変数に数値を代入して計算していくのは、 面倒なので 私の能力では厳しいので、反則ですが比較検証にしたいと思います。比べるのはF1マシン(1/1)とミニ四駆サイズになったF1マシン(1/32)です。 Wikipediaの「フォーミュラカー」の項より"F1カーの史上最大ダウンフォースは、2008年のレギュレーションにおいて約2, 000kgfとされる"旨の記載がありますので、これが300km/hの速度になった時に発生すると仮定します。 続いてミニ四駆サイズの速度ですが、計算がしやすいように30km/hで走行すると仮定します。速度が1/10になったということはV^2=1/10×1/10=1/100となり、この時点でL=約2, 000kg×1/100=約20kgまで減少します。更にS(代表面積)はスケールが1/32ということから、面積比では1/32×1/32=1/1024になるので、L=約20kg(20, 000g)×1/1024≒約19. 5gとなります。通常のミニ四駆とF1の流体力学的な優劣は私では判断できませんが、少なくともF1クラスのダウンフォース効率でも、20g程度の力しか働かないということです。 ちなみに先程の例で挙げたF1マシンは2015年現在のレギュレーションで車体重量が700kg台を超えてきましたが、想定した年代のマシンは600kgを少し上回る程度の重量だった筈ですので、実現の可否はともかく壁走りどころか余裕で天井に張り付いて走行できることになります(約600kgの車体に対し約2, 000kgのダウンフォースがかかるため)。仮にミニ四駆で100km/hの速度が出せるのであれば、L=約2000kg×1/9(速度が1/3の2乗)×1/1024(面積比)≒約217gのダウンフォースが得られますので、これくらいの値になれば真剣にダウンフォース効果についても考慮する必要が出てくるのではないでしょうか。 雑記
土屋博士 (つちやはかせ)とは【ピクシブ百科事典】
27*10^5 >F1・・・3. 50*10^7 空気動粘性係数の温度根拠等が記載されていないのでお示しの値としても、当方の計算ではこの値になりません。速度はm/sでなくてはなりません。 また、そもそもレイノルズ数の公式の「有効長さ」の解釈についても若干疑問が残ります。 単位を直して計算すると、 ミニ4駆…6. 31x10^4 F1…9. 74x10^6 になりました。レイノルズ数的には約150倍です。 が、仮に単純にここから空気力学的性能が導かれたとしても、車両の質量が(100g位vs600kg位=6000倍)大幅に違いますので、レイノルズ数(影響の与えやすさ)の違い以上に質量(影響の受けやすさ)の方が違うと思われます。 (レイノルズ数のみで物体の挙動が決まるなら、レイノルズ数の低い模型飛行機は飛べなくなってしまいます。) また、均一の空気の中を移動するならともかく、クルマ(特にミニ四駆やF1等のオープンホイール)などでは、走行の際に回転するホイールやらが空気を乱しますので、車両付近の空気の流れが理論通りに行かない場合も多いです。 ――さらに補記―― 「レイノルズ比が150で、質量費が6000、よって支配度は40倍」って計算はちょっとあり得ないというか、無理がある数字かなぁと思います。で…。 >代表長さに関しては,申し訳ないですが矩形領域でのレイノルズ数を出す方法がいまいちわからなかったので管状の場合で考えました. F1は開放環境で走りますので管径ほぼ無限大に対して、ミニ四駆は「凹」のレーン内(壁近く)を走るので、その部分の差もあるかなぁと。 >ミニ四駆が受けるダウンフォースはF1の1/3000ということになります.質量比が1:6000ですから,この場合はF1の2倍程度支配的 これが当時のタイム的というか、私の「肌の感覚」としては近い気がしますが…。 >スリップ現象がミニ四駆にあるのか? 05 ボディの違いで走りが変わる | タミヤ. スリップ現象は「ある」と思います。グリップ剤ってのがありまして、これをタイヤに塗布するとグリップが向上します。ストレート勝負(十数mのストレート加速勝負)などでは結構効きます。もっと単純に、コースを清拭するだけでも違います。これらのが根拠です。 ただ、ステアリング構造を持たないので方向転換は単純にスリップに頼ります。ので、前後のグリップ比によって特にコーナ入り口の挙動等が変わってきます。ですのでグリップが高ければ高いほど良いという物でもありません。現に、コースによってはフロントの回頭性を重視する為とか、転がり抵抗低減目的でフロントのグリップを敢えて落とす場合もあります。 >横方向の摩擦係数の増加は返ってコーナリングでは不利にならないか?
ミニ四駆の空力（ダウンフォース）を研究する（その１） - のまのしわざ
レッツ&ゴーを読んでた方なら鷹羽リョウのトライダガーXがダウンフォースマシンだった事はご存知だと思います! ミニ四駆の空力（ダウンフォース）を研究する（その１） - のまのしわざ. しかし!ミニ四駆にダウンフォースは発生しないと言うのはご存知ですか?? スポンサーリンク ダウンフォースとは そもそもダウンフォースとは高速で走る車などに発生する現象で、ウイングや車の構造で車体を下に押さえつけようとする力の事です。 この力があるからF1は成り立っていて強いダウンフォース性能があるからこそコースアウトせずに超高速でカーブを曲がる事ができるのです。(もちろんダウンフォースの力だけではないが) レッツ&ゴーでのダウンフォースは嘘? レッツ&ゴーでは鷹羽リョウのトライダガーXが、「ダウンフォースにより加速と安定感ある走りを可能にしている!」的なコメントを土屋博士がしますが、残念ながらこれは嘘に近い話なんですね・・ 何故かと言うと ミニ四駆の大きさでダウンフォースを発生させるには、理論的に時速100キロはないと発生しない からなんです(;´д`) 不可能ではないかもしれませんが、現状ダウンフォースを受けずともセッティングでコースアウトしにくくする事ができるので特に気にする必要はないと思います。 こしたてつひろさんの漫画は少し大げさに描かれるので、ダウンフォースも少し壮大すぎる話だったなーと思いますね(笑) ただ当時はもちろんダウンフォースだトライダガーだ!とめちゃくちゃダウンフォース意識してエアロウイングつけたりしてましたが(^_^;)恥ずかしい・・ なにか実験でもしたいとかでない限り普通に今時の改造をしてれば十分だと思います♪ スポンサーリンク
さて,レイノルズと重量比の関係・・・ですか. さすがにそこまでは計算してませんでした. 考慮する価値は十分にありそうですね. ミニ四駆(レギュレーションより): ・重量 0. 1kg ・寸法 0. 1m*0. 07m*0. 17m →密度84kg/m^3 F1(RA106及びRA107のデータ+ドライバー60kgと仮定して): ・重量 660kg ・寸法 1. 8m*0. 95m*4. 7m →密度82kg/m^3 単純な箱形状での比較なので,正確な値ではありませんが ざっくりいうと「F1とミニ四駆はほぼ同じ密度である」と言えそうです. 仮にF1と同じ材料でミニ四駆を作った場合 その重量はミニ四駆とほぼ同じになるはずで,風洞実験する時と 同じ注意を払わなければ同じ空力による影響は得られないのでは?ということです. >模型飛行機に関して そういえば,以前どこかの学者が航空力学は単純に空気の反作用であり 複雑な流体に関する式(上に示したレイノルズ数など)は必要ない,とか言ってましたね. その理論を適用するなら,空力は押しのけた流体の体積, つまり流体方向での投影面積と速度の積に比例するはずなので スケール比約1:18→面積比1:324→速度比(約1:9)×面積比→空力比1:2916 ミニ四駆が受けるダウンフォースはF1の1/3000ということになります. 質量比が1:6000ですから,この場合はF1の2倍程度支配的と言えそうです. ただ, ・私個人としてはこの理論にはまだ懐疑的 (この理論だとガーリーフラップによるダウンフォースが説明できない気がする.) ・接地圧を上げたところで,そもそもスリップ現象がミニ四駆にあるのか? また,あったとして空力で解決できる問題なのか? ・仮に空力が支配的であったとして,横方向の摩擦係数の増加は 返ってコーナリングでは不利にならないか? などの問題が提起できそうですね. 2人 がナイス!しています ダウンフォースという観点では、少なからず空気抵抗が発生しているので、アリだと思います。 フロントバンパーにガイドローラー、ウイングにガイドローラーを付ければ、コーナーでの遠心力に対する抵抗を減らして、バランス的にも安定した走行ができると思います。 1人 がナイス!しています スキーのジャンプ台のような物を作り、プラ板からウイングを製作して挑んでみたことがあります。ウイング無しで60cmのところ、ウイング付きで95cm飛びました。実際のコース走行とは条件が異なりますが、研究してみる価値はあるかもしれませんね。 2人 がナイス!しています あの速度では意味無いと思い取り外すと・・・・・・。 かなりかっこわるいwwww 実車と同じで見た目だけですよ。 あの程度ではあまり意味がないと思います。 確か、スライドバンパー(ウイングとセットのタイプ)でしたっけ?