なぜ「ガーニーフラップ」を付けるとダウンフォースを稼げるのか

出典:S660 Modulo X

 

L字アングルみたいなものが「ガーニーフラップ」

ガーニーフラップとは、ウイングなどの後端に付けるL字アングルのようなものである。上の画像ではボディ同色の白いウイングの後端に黒いガーニーフラップが装着されていることがわかる。果たしてこれは何のために装着されているのであろうか?今回は「ガーニーフラップ」について触れてみることとする。

 

ガーニーフラップの効果とは?

 

出典:マクラーレンF1

 

ダウンフォースを稼ぐ

ガーニーフラップを装着する理由は「ダウンフォースを稼ぐため」である。そのためF1ではもはや引っ張りだこの活躍で、リアウイングなどに装着されていることが上の画像からもわかる。(最近のF1はやたらとゴテゴテしててかっこ悪いと思うのは私だけ…?)

 

F1はとにかくダウンフォースを追及するスタイルである。そのため車体前と後ろに仰々しいウイングを装着し、少しでもダウンフォースを稼ごうと必死である。そんなF1の要求に応え、ダウンフォースを効果的に発生させる「ガーニーフラップ」は一体どんなメカニズムでダウンフォースを発生させているのだろうか?

 

なぜ「ガーニーフラップ」でダウンフォースを稼げるのか

 

出典:ガーニーフラップ(みんカラ)

 

ウイング上面の空気の流れを堰き止める効果

上の画像を見ればわかるように、ガーニーフラップってどう見ても「空気抵抗」になりそうな形状なのである。わかりやすく言うと、ウイング上面に末端に「壁」があるのと一緒であり、ウイング上面の空気の流れを悪くする方向に作用するのは誰が見てもわかると思う。

 

ここがポイントで、ガーニーフラップを用いる最大の理由は、「ウイング上面の流れを堰き止めること」である。普通に考えたら、空気抵抗を減らしつつダウンフォースを稼ぐことを考える。ウイング上面の流れを堰き止めるなんて頭おかしいんじゃないかと。だがそれがポイントなのだ。

 

ウイング上面の流速が落ちることによってもたらされる効果

ガーニーフラップをウイング上面の後端に装着することによって、ウイング上面の流速は落ちる。反対にウイング下面の流速は相対的に上がる。これが何を意味しているのかあなたはわかるだろうか?

 

そう、これは「ベルヌーイの定理」の応用なのである。ベルヌーイの定理はエネルギー保存則と同じ考え方であるから、流速が落ちる=運動エネルギーが落ちると圧力エネルギーが高くなるのである。簡単に言えば流速が落ちることで圧力が高く(正圧)なるのである。反対に流速が相対的に速まったウイング下面は、ベルヌーイの定理より圧力が低く、負圧になる。

 

ガーニーフラップ=圧力差を生み出すもの

 

出典:S2000

 

圧力差によってダウンフォースを稼ぐ

ガーニーフラップを装着することでウイング上面を圧力が高い状態にし、ウイング下面は反対に圧力を低い状態にする。ウイングの上面と下面で「圧力差」を生じさせるのがガーニーフラップの仕事である。自然界では「圧力差」はなくす方向に働く。車体前後の圧力差によって車体が後ろに引き込まれてしまうのと一緒で、ウイングの上面と下面で生じた圧力差は高い方から低い方へ移動することで解消される。

 

つまり、ウイング周辺は下に移動することで圧力差を解消するのである。この下向きの力こそが「ダウンフォース」である。ガーニーフラップはウイング上面と下面の圧力差を生み出すことで、効率よくダウンフォースを稼ぎ出しているということだ。

 

ガーニーフラップの効果がわかりやすいもの

 

出典:インプレッサSTI

 

GTウイングよりも純正ウイング

ガーニーフラップによる効果を体感しやすいのはGTウイングよりも純正ウイングであろう。なぜかというと、GTウイングは既に上面と下面の圧力差を積極的に利用してダウンフォースを稼ぎ出す形状になっているからである。そのためガーニーフラップの効果は体感しにくいと思われる。

 

それに対して純正ウイングは基本的にウイング上面と下面が真っ平の形状をしており、ダウンフォースを稼ぐというより整流効果を狙っている「スポイラー」的存在である。つまり、ウイング上面と下面の圧力差はあまり発生していないため、ガーニーフラップを装着することで簡単にウイング上面と下面の圧力差を生み出すことができる。わざわざド派手なGTウイングを付けなくても純正ウイング+ガーニーフラップである程度ダウンフォースを稼ぐことは可能である。

 

そのため、今よりちょっとだけダウンフォースが欲しいけどGTウイングを付けるほどではない、と考えている人にとってガーニーフラップはちょうどいい存在なのである。純正ウイングのあなた、ガーニーフラップ装着を検討してみてはいかがだろうか?


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