スリップストリームで燃費が上がる!その理由とは?

 

出典:Nascarでのスリップストリームの様子

 

スリップストリームとは?

 

出典:自転車でスリップストリーム

 

あなたは自転車に乗っているとき、一人で走っているよりも誰かの後ろを走っているときの方が楽に自転車を漕げたという経験はないだろうか?それが「スリップストリーム」の正体である。

 

スリップストリームに入ると楽に進める

誰もが一度は経験したことがある「スリップストリーム」だが、スリップストリーム自体は非常に多くの分野で応用されている空力技術である。例えばスピードスケートなどが良い例である。

 

出典:2018年の平昌オリンピックで金メダルを獲得した「スピードスケート女子団体」

 

2018年の平昌オリンピックで金メダルを獲得したスピードスケートの女子日本代表チームの勝因は、ずばり「スリップストリーム」を最も有効に使えたからであろう。3選手の距離感はどのチームよりも近かったし、姿勢の高さも揃っていた。先頭の選手が風除けとなり、後続の選手の疲労を軽減させる効果がある。そして先頭を代わる代わる交代していくことで、3選手の疲労を軽減させつつもスピードを落とさないテクニックである。

 

スポーツの世界でも「空力」の技術や考え方は非常に重要であるといえる。

 

スリップストリームは「圧力差」を利用すること

 

出典:ホンダ

 

「正圧」と「負圧」がもたらす圧力差がキモ

上の画像は車体の前方と後方で圧力差があることを示している。赤くなるほど圧力が高い「正圧」の領域で、青くなるほど圧力が低い「負圧」の領域である。つまり車体の前後で圧力差が生じている。自然の摂理で、圧力が高いものと低いものがあると、それらは交わりあって中くらいの圧力になる。つまり、高い方から低い方へ
の移動が起こるのである。その結果、車体が圧力の低い後方に引っ張られるようにしてバランスが取られてしまう。

 

これを圧力差による抗力と流体力学の世界では呼んでいる。簡単に言うと、進行方向とは逆向きに働く力が発生することで、それが抵抗となってしまうということである。

 

速度、前方投影面積が大きいほど、圧力差は巨大になる

車体は流体である空気を押しのけながら進む。そのときスピードが速いほど押しのけるのが大変になる。時速40kmから2倍の時速80kmに上げるだけで、なんと4倍もの空気抵抗になるのである。押しのけるのが大変であるということは、元に戻すのも大変であるということと同じである。つまり速度を上げれば上げるほど車体前と後の圧力差が生じるという仕組みになっている。

 

街乗りでは感じなかった空気抵抗が高速道路になると姿を現すと言うのは、圧力差が大きくなることによって車体が後ろに引っ張られてしまう効果が大きくなるためである。これが前方投影面積を大きくした場合についても全く同じことが起きるのである。

 

スリップストリームで燃費を上げるには?

 

 

出典:日本機械学会 流体工学部門

 

大きいものの後ろは得をする

上の動画は日本機械学会 流体工学部門で公開されていた動画であり、スリップストリームが実際に起きる様子をわかりやすく紹介していたので引用した。この動画を見ると、風除けのない状態では扇風機の風によって勢いよく後ろに転がっていくが、大きな板で風除けを作るとおもちゃの車が前に吸い寄せられていることがよくわかる。これが「スリップストリーム」である。

 

スリップストリームを応用せよ!

 

出典:大型トラックの後ろにベタ付けする自転車

 

公道では非常に危険だが、スリップストリームの恩恵に授かるには上の自転車と同じことをすれば良い。これはかなり極端な例だが、理論的には正しい。くれぐれも事故には気を付けていただきたい。

 

画像ほど近づかなくてもスリップストリームの恩恵を感じることは十分可能なので、色々と試してみると良いと思う。ちなみに私の実感としては、80km/以下でも大型トラックの後ろに付けば十分スリップストリームによって、前に吸い寄せられる感覚を体験することができた。自分と同じくらいで巡航する大型トラックを見つけたらスリップストリームを活用させてもらうことで燃費を上げることが可能である。

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