2011年1月16日日曜日

燃費にも大事な空気抵抗

土曜は房総半島ゴルフのため
横浜新道~ベイブリッジ~アクアライン~館山道と
高速道路主体にジムニーで走行

高速道路はジムニーの苦手なセクション
車重に対してパワーに余裕がないため
結構苦しい
事実上長時間高速巡航するなら
90~100km/h程度の速度で手一杯

余裕がないと東名厚木から御殿場行くだけでも
「こんなに遠かったか!?」と錯覚する位なので
本当は北海道へジムニー東北道自走で行った時も
高級車で行けばもっと余裕だったんだと思う
なんせ高級車には縁がない・・
(6気筒の車を買ったことがない)
まあジムニーでもなせばなる

あと私のジムニーの燃費は
街中や下道で11~13km/l台、高速巡航しても11km/l台と
高速巡航しても燃費はビタ一文増えない
かえって悪くなるほど

これは無骨で空力を全く考えていないスタイルと
(前窓はすごい立ってます)
あとMyジムニーはこの鉄骨が結構空力に悪さしてるんだと思う↓
山で転がった時は強いかもしれないが
高速道路は重荷となる
まあ趣味で付けてるからいいんだけど

アクアライン
土木技術も日本の技術は高いね
遅れていて海外メーカの技術がどんどん入ってくるわけでもない

アクアラインの非常口は沢山あるのだが
ドアらしいドアがなく、どうなってんだ?と思ったら
こういう構造になってるんだ↓

アクアラインは一見壮大なフラットアウトステージに見えるが
果たして最高速トライに向いているのか否か

想定で考えると
マイナス要因、プラス要因いくつか出てきた

・標高による気圧の上昇(マイナス要因)
最深部:水面下60m
標高10mに付き1hPaの差とのこと
最深部は地上0mより6hPa気圧が高い勘定
ここに気圧の実験が分かりやすく書いてあった↓
気圧が高いと空気抵抗は大きくなる
空気抵抗はバカにならない
その抵抗を使うとあのクソ重いジャンボジェット機が浮く位だから

・移動体の進入による気圧の上昇(マイナス要因)
電車がトンネル入ると電車内、外の気圧が高くなるようだ
YouTubeで撮影した方がいた↓
電車だと顕著で15hPa上昇
150m、40階建てビル位の標高差
これは1気圧約1000hPaの1.5%
その5分の1、0.3%位、8~9階建てビル位の気圧差でも
東京ドームの天井を支えられるほど↓

・意図的な気圧の上昇(マイナス要因)
自然圧力状態から、トンネル内部の気圧を調整する場合
真空方向にするよりは、加圧方向にしていると想定
それは水深60m、6気圧、6kgf/cm2、10cm四方に600kgの力が
ただでさえ壁面にかかっている中
気圧を低くしてマイナス強度方向に振るようなことや
水漏れを増す方向に振ることはないと思われる

・空気の流れは追い風方向(プラス要因)
トンネル内の排気ガスを換気するため空気を送り込んでいるが
その空気の流れは車の進行方向だそうだ↓
ただ排風機が小塔、送風機が大塔という点を見ると
送り込む空気の方が多くトンネル内の気圧は高めているようだ

・空気の密度は高い→パワーは出る(プラス要因)
気圧が高いということは空気が圧縮され酸素量が多く
内燃機関としてはパワーが出る方向へ
CARトップで筑波サーキットアタックを行った場合
冬場の寒い早朝に一番良いタイムが出るのは
同じような理由による(寒くて空気が凝縮している)
ただ温度でなく気圧上昇による空気凝縮の場合は
パワーも出るが走行抵抗も増えるというトレードオフ
どちらの応力の方が大きいかだが
スピードスケートを例にとると
標高が高いスケートリンクの方がいいタイムが出る↓
これは酸素が薄くて苦しいよりも
空気抵抗の低減の方が大きく寄与するいうことであろう
つまりエンジンパワーよりも空力

・勾配の下り、上り(プラマイ要因)
アクアライン進入後、出だしは下ってプラス方向に
最下部からは登ってマイナス方向に
平均で考えるとプラマイゼロだが
最高速付近へ到達し、そこから伸ばす時の位置を考えると
マイナス方向の影響の方が大きそう

以上、人間に比べて強大なパワーを持つ車バイクには
大した影響ではないのかもしれないが
総合するとアクアラインは最高速トライに向いてない方が
強いんじゃないか、と思う
(あくまで全部想定の話)

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