走っているトレーラーに車が乗ると

質問

長年の疑問があります。教えてください。
時速１００キロで走っているトレーラーに時速１０１キロで走っている車が乗るとどうなるのでしょうか？

質問の意味がよく分からない方はこの動画の１５秒くらいのところを見てください。この動画の逆です。
http://jp.youtube.com/watch?v=LbJDP0kzhtg

４輪すべてがトレーラーに乗ったら１０１キロで（地上基準だと２０１キロで）前方に突っ込んで大破というのは分かるのですが、前輪だけ乗っかった状態だとどうなるのか・・・後輪がブレーキになって乗れなかったりするのでしょうか？また、前輪駆動と後輪駆動、四輪駆動で結果が異なったりするのでしょうか？？

よろしくお願いします。

回答No.10

noname#175206

どちらも等速運動中として、現実の問題として考えます。空気抵抗は先行車がさえぎってくれるでしょうから、要は静止した大地に置かれるのと同じです。
　101km/h側がマニュアル車だとして、どれにギアが入っているかが問題となります。トップギアに入っているなら、トップギアからいきなりどれだけ加速できるかというと、ほとんどできないということになり、安全に先行車に乗り移れます。
　ではセカンドギアではどうかというと、セカンドギアでもかなりな加速ができますから、先行車に乗り移ったとたんに急加速して激突、ということになるでしょう。

回答No.9

debukuro

非駆動輪の抵抗はゼロと仮定します
また４輪とも載ってしまった後の結果は無視します
そうすると
前輪駆動：前輪が載ったとき２０１ｋｍ毎時になる
後輪駆動：後輪が載ったとき２０１ｋｍ毎時になる
４輪駆動：前輪が載ったとき２００．５ｋｍ毎時
後輪が載ったとき２０１ｋｍ毎時に
だと思うがなァ
過渡期の変化は考慮していません

お礼

dubukuroさん

ありがとうございます。
正に、ぼくもそう思います。みなさんの意見も同じでした。

四駆は僕も同じ意見ですが、どうなんでしょうね？

回答No.8

rabbit_cat

youtubeありがとうございます。
カマロは多分ＦＲしかないと思う。
ビデオ見ると３５マイルのときは、タイヤはトレーラに乗った瞬間にグリップしてるみたいだけど、５５マイルのときはかなりホイルスピンしてるみたいですね。雨降ってるせいもあるでしょうけど。

お礼

rabbit_catさん

そうですね。それにしても、意外なほど簡単にこなしていて驚きです。
前だけ乗った状態でのスピードは驚くほど乗る前と同じに見えます。

それから、見て気がついたのですが、「乗ってから」ではなく「乗り移る一歩手前」でクラッチを踏んでますよね。侵入スピードがトレーラーと車とで結構差があるのでここで減速しつつ惰性を利用して乗り込んでいるみたいです。これが時速1kmの差だとスピードを緩めつつ、というのができないので乗った瞬間暴れだしそうです。いずれにしても素人にはできそうにないですが。

回答No.7

Tacosan

FR か FF かわかりませんが, 調べたら YouTube にはあった.

参考URL：

http://jp.youtube.com/watch?v=kC1tcTjDkFs

お礼

Tacosanさん

たびたびありがとうございます。完全に分かりました。
この映像はFRっぽいですね。で、FRの場合、前タイヤがのった瞬間後ろタイヤがホイールスピンするというのがわかりました。僕の予想ではFRだと後ろはそのまま、前タイヤがむしろブレーキになると思っていたので逆でした。前タイヤは55マイルからいきなりスムーズに減速しているようで「ほー」と思いました。

それにしても、僕はこの映像は見たことが無かったのですが、ナイトライダーを思い浮かべるのは各国共通みたいですね。というかナイトライダーでこういうシーンがあったみたいですね。僕も記憶のどこかにあったのかもしれません。サーキットの狼でもこういうシーンがあった気がします。とにかく、ありがとうございました。

回答No.6

mazeran

質問の内容に、前輪駆動、後輪駆動、四輪駆動での違いとありますが、内容はそれほど簡単な問題ではありません。

最近の車は、四つのタイヤの回転をセンシングしてエンジンの回転やトルク伝達の配分をリアルタイムに行うものもありますし、四輪駆動と言っても、メーカによって、又は車種によって四輪駆動のメカニズムに違いがあり、一概に言えない内容でもあります。
また、トレーラが直進しているか緩やかにカーブしているかでも、結果が大きく変わってきます。
さらにオートマチック車かマニュアル車でも変わってきます。
ここですべての組み合わせでの説明は長くなりすぎるので割愛させていただきますが、まったく何も付いていない究極のマニュアルノーマル車での、前輪、後輪、四輪駆動車で説明します。

まず四輪駆動車は不可です。前輪駆動車はかなり困難です。実施するためにはかなりの訓練が必要、又はスタントマンレベルの技術と危険が伴います。
あくまで前進してトレーラに乗り込む場合です。
後輪駆動車であれば、比較的簡単に乗れるようになりますが、それなりの技術は必要ですし、危険もある程度あります。
ただ、時速１００キロメートルでは危険度は高く、素人では危険過ぎると思います。
これ自体危険なことなので、では何キロだと安全なのかとは言えません。

安全にできる条件があって、トレーラと乗り込む車の進行方向は絶対に合わせる必要があります。つまり緩やかでもカーブしている状態では、最悪の場合、車は横滑りしてローリング大破する危険性があります。

速度の差が１キロでは困難と思います。
やり方としては、まずトレーラに真っ直ぐに近づき前輪を乗せます。
ここで正確にトレーラの進行方向と合っていることを確認して、一気に加速して後輪を乗せるわけですが、加速して車速がついて惰性で後輪がトレーラのスロープに乗るだろうと判断した瞬間、クラッチを踏んで後輪をフリーの状態にします。
後輪がスロープに無事に乗ったことを確認したら、すぐにブレーキをかけて停止（スロープ上で動かないようにする）します。
あとはギヤをローに入れてスロープを登り、トレーラの中へ移動します。

前輪がスロープへ乗って後輪を乗せるために加速する際、トレーラと車の進行方向にズレがあると、スロープと路面のグリップの状態如何では、車は徐々に斜めになって前輪がスロープから滑り落ち、ローリング大破する危険性が出てきます。

タイヤがトレーラのスロープに乗った瞬間は、タイヤから「キュッ」とスリップ音がします。
後輪をスロープへ乗せる際、クラッチを繋いだままで乗せようとすると、乗った瞬間エンジンがとまります。（エンスト）
なぜなら、トップギヤでは車を暴走させるほどのトルクはありませんし、トップギヤのままでは駆動輪を低速で回すことはできないので、エンストします。
で、車はスロープを下り、再び車は路面へ降りようとするわけですが、電気系統は依然生きたままなので再びエンジンがかかり、スロープを登ろうとする動きになります。ただこのとき、少しでも進行方向にズレがあると、スロープを登ろうとしている車は、あらぬ方向へ暴走し兼ねないし、ヘタをすれば路面へ落ちてローリング大破する危険性があります。

いずれにしても、それなりに高度なテクニックが必要となりますが、時速１００キロで走っているトレーラーに時速１０１キロで走っている車が乗ると、時速２０１キロになることはありません。

お礼

mazeranさん

こんにちは。経験者ですか！すごいです。

しかし、もし時速100kmでこれをやるとしたら、僕も先ほどの意見にあるように「FFの方が成功しやすいに違いない」に一票です。早くなるほど、乗り上げてからの加速や摩擦が激しくなるはずなので。

先ほどのディスカバリーチャンネルのが見つかれば最高ですが、無いならトリビアの泉の特番とかでやって欲しいですよね。熟練のスタントマンにお願いして。

回答No.5

Tacosan

いつの回だったかは忘れましたが, Discovery Channel の Mythbusters で実験してました.
きちんと乗ったんですが, FR だったか FF だったかまでは覚えていません.

お礼

Tacosanさん

なんとー！ディスカバリーチャンネルと言ったら世界まる見えでよくやるやつですよね？もし覚えていらっしゃるなら詳細を教えていただきたいです。特に前だけ乗ったときどうなったか、を。

回答No.4

INTLINSIDE

私になりに考えてみました。

駆動輪で結果は代わると思います。
トレーラーが１００キロで
クルマが１０１キロだとするなら。
相対速度は１キロしかないので、１キロでゆっくり近づき荷台と接触するわけですが。
（荷台と地面がなめらか傾斜で、段差がまったくないものとして考えます）

荷台と前輪が接触した後、前輪を乗り上げた所で、以下のようになると思います。

FRなら、後輪が駆動輪なので、前輪はただ回っているだけと考えられます。

タイヤの回転数が、地面との相対速度が１０１キロを維持する状態から、トレーラーの荷台との相対速度１キロに相当する回転数まで急に落ち込む。
（計算したわけではないので分かりませんが、荷台の中ほども進まないのではないかと思うのですが、よくわかりません。
時速100km/hで走る車が、急制動を行った場合、制動距離は56mぐらいですが、荷台との相対距離1km/hでの制動距離は、0.01m ぐらいのようなので、慣性などその辺を考慮したような速度にまで減速すると思うのですが、この辺の計算は物理の先生にでもやってもらわないとわかりません。）

前輪の回転数が１キロ相当の回転に近づいたのならば、後輪は１０１キロ程度を維持し続けてくれるので、後輪を乗り上げるまでは、トレーラーに対しクルマは相対速度１キロ以上で前進します。

後輪はトルクがかかっているので、後輪を乗り上げた時点ではグリップしないかもしれませんが、グリップした時点で加速すると思うので、ブレーキをかけたりクラッチをきらなければ、急加速し、トレーラーの荷台前方と衝突するでしょう。

FFなら、前輪が駆動輪なので、前輪にトルクがかかっています。
FRの後輪と同じように乗りあげた途端にグリップを失うと思いますが、グリップした時点で加速し、けっこうな速さで前進するでしょう。

この時点でクラッチを切るなどして前輪の回転数を落とすことが出来れば、後輪はトルクがかかっていないので、荷台に後輪がのっても、FRほどの急加速は起こらず、後輪の回転数も急速に落ち込み、荷台前方との衝突には至らない可能性のほうが大きいと思います。

４駆の場合は、タイヤの回転が前輪、後輪ともに常に同じというモデルとして考えるなら、突っ込んで大破するか、相対速度たったの１キロでは急減速して、乗れないのではないかのいずれかなのではないかと思います。

トレーラーの荷台と前輪の摩擦力、地面と後輪の摩擦力どちらが大きいのか。
どちらかのタイヤがスピンし、どちらかがグリップするんでしょう。たぶん。
後輪がグリップするならば、後輪が押してくれて、１０１キロを維持して、うまく乗れると思います。
前輪がグリップするならば、後輪も同じ回転数になろうとするだろうから減速して、乗っても落とされるか、前輪が後輪を引っ張って前方に衝突するのではないかと思います。

私は一般人なので参考までに。

お礼

INTLINSIDEさん

ありがとうございます。なるほど！！これは先ほどのTM_macchanさんとほぼ同じ意見ですね。摩擦のことなどにも言及されていてためになりました。

車をぶつけないで止めるならFF車の方が有利という意見も理解できました。

地面と荷台の摩擦は同じと考えているのですが、それにしても四駆は分からないです。お互いの回転がお互いにブレーキになると思うのですが、結果的にホイールスピンしつつ時速0.5kmで進むなんて都合のいいことはないですよね。

回答No.3

TM_macchan

おおっ！ナイトライダーだ！懐かしいですね。

前輪駆動又は後輪駆動の車は、駆動輪ではない方のタイヤは、駆動輪の回転速度に関係なく、単に車の速度に合わせて回っているだけだとすると、
駆動輪がどちらかでトレーラーの前端部に衝突するまでの時間は変わるでしょう。

ベルトコンベアが地面に対して時速１００ｋｍで後方に滑っている上にトレーラーと車を置いた状況を想定してみます。
時速１００ｋｍで進むトレーラーは、このコンベア上に、（地面に対して）止まっています。

駆動輪が地面の上にある間は、
車は、コンベアに対して時速１０１ｋｍで前方に進みますが、コンベアが時速１００ｋｍで後方に進むので、結局、トレーラーに対して時速１ｋｍで近づいていきます。
後輪駆動の場合、前輪がトレーラーに乗っても、駆動輪は、地面に対して時速１００ｋｍで後退するコンベアの上を必死にコンベアに対して時速１０１ｋｍで車を進ませるために回っています。前輪は、後輪に押されて、トレーラーの内部でトレーラーに対して時速１ｋｍで回っています。

駆動輪がトレーラーに乗った瞬間、
車は、トレーラーの中をトレーラーに対して時速１０１ｋｍで前端に向かって進んでいきます。
前輪駆動の場合、地面に対して時速１００ｋｍで後退するコンベア上の後輪は、トレーラーに対して時速１０１ｋｍで進む前輪に引きづられて、コンベアに対して時速２０１ｋｍで頑張って回ることになると思います。後輪はトレーラーに乗る瞬間にトレーラーに対して時速１０１ｋｍで回転するでしょう。

ただし、実際の自動車の前輪・後輪のリンク機構は詳しくないため、
実際に道を走っている乗用車について、
後輪駆動や前輪駆動であっても、前輪と後輪とで回転速度があまりに違った場合（時速１０１ｋｍと時速１ｋｍとか、時速１０１ｋｍと時速２０１ｋｍとか）には、回転を止めるなどの何らかの安全装置が働くようにできているのかもしれません。

４輪駆動については、前輪と後輪とで回転速度が変わった場合、どのように動作するのか、分かりません。

ナイト２０００の駆動輪がどちらなのかも、残念ながら知りませんが、
ナイト２０００程度の高性能な車であれば、巧みに前後輪の回転速度を調節してトレーラーに乗ってくれると思います。

お礼

TM_macchanさん

これはっ！！なるほど！！コンベアーがややこしくて（失礼）理解するのに時間がかかりました。

僕なりにコンベアーを抜いて（失礼）まとめると

FR車の場合、トレーラー乗る前、後輪は地面に対して１０１キロで回転しています。
前輪は駆動輪ではなく、ただ速度に合わせて回っているだけですので、やはり１０１キロで勝手に回ってます。

前輪がトレーラーに乗ったとき、前輪は（慣性や摩擦を無視して考えると）１０１キロの回転からいきなり１キロの回転になります。というか前輪はただ単にそのときの接している地面のスピードにあわせて回転しているだけです。

後輪は相変わらず地面に対して１０１キロで進むので、車は後輪が乗るぎりぎりまで１キロでトレーラーに乗り上げていきます。（実際には前輪が一気に速度を落とすときに掛かる慣性やら何やらで多少突っ込み気味に侵入することになる）。

両車輪が乗った状態で一気に加速。もちろん前の回答にあったように、いきなり最高速にはならないでしょう。

こういう感じで良いでしょうか。

それにしても四輪駆動で全部のタイヤが同じスピードで回っているとしたらどうなるか、難しいですね。たいへん為になりました。FF車の後輪が一時的に２０１キロになるのも理解できました。ありがとうございました！！

回答No.2

rabbit_cat

＞４輪すべてがトレーラーに乗ったら１０１キロで（地上基準だと２０１キロで）前方に突っ込んで大破
多分、そんなことにはなりませんよ。

地上基準で１０１キロで走ってたものが、突然２０１キロまでスピードアップしようとしたらものすごい加速度が必要です。
一方で、静かにトレーラに載るためには、トレーラーに乗る前は、４つのタイヤは１０１キロ（に相当する回転速度）で回っていたのを、トレーラに載ったとたんタイヤの回転速度を１キロに落とさないといけません。

運動には慣性っていうのがあって１０１キロで走ってたものを突然２０１キロに加速するのは無理ですし、一方でタイヤにも慣性（慣性モーメント）があるので１０１キロで回転してたのを突然１キロに落とすことはできません。

というわけで、両方を考えると、
トレーラに載ったとたんタイヤがものすごいホイールスピンして、トレーラの上で車が暴れまくることになるのでは。

トレーラに載る直前にギアをニュートラルに落として、トレーラに載ったとたん急ブレーキをかければ上手く止まれるかな。ＡＢＳがついてたらどうなるんだろう。

お礼

rabbit_catさん

たしかに、いきなり１０１キロスピードが上がることはあり得ないですね。

ホイールスピンは僕もそうなるかな、と思いました。ミニ四駆も電池入れた状態で床上２cmくらいから床に放つとウイリーしたりして暴れますよね。あんな感じになる気がします。たとえがアホみたいですが。

ホイールスピンやエンジンブレーキ、エンストを避けるにはやはりニュートラルで急ブレーキが良さそうですね。

ところで乗ったあとの現象としては同意ですが、乗る途中はどうお考えでしょうか。

回答No.1

oo14

ナイトライダーのマシンだったらそれぐらいどうってことないでしょう。
７０マイルなんて映像にあるように秒速で合わせられると思います。
人でもオートバイのトライアルのライダーは何もないフラットな路面からアクセルコントロールだけで
（重心移動もありますがナイトライダーなら、拳銃のルガーのような慣性制御メカは内臓されているでしょうから）
空を飛ぶことができます。
人の言葉が理解できてしゃべることさえ出来る頭脳が、1/100ｓ程度の予測とアクセルとブレーキコントロールが出来ないはずがない。
スマート爆弾は通常弾にちょっとした制御装置をバンドで抱かせるだけで、ｍレベルのピンポイントで誘導できます。
ハドソン川の不時着でも。
あのパイロットの操縦と同レベルの操縦する、自動操縦プログラムが、明日にでもどこかの機体に乗るのでは。

お礼

みなさんご回答ありがとうございます。返事がおそくなり申し訳ございません。ただいま一通り読みましたので順に返事を書いていきます。

まず、oo14さん
ええと、たいへん詳しそうですが、何言ってるか全然分かりませんよー。
いちおう、ボケとしりつつ回答しますが、僕もナイトライダーは好きでした。Aチームやアーノルド坊やもいいですよね。あと運転が下手なので高度な自動操縦プログラムがはやく実用化して欲しいと切に願ってます。

ところで、僕が知りたいのは「どうやったらうまく乗れるか」より、「乗るときどんな現象が起こるか」なのです。ちょっと質問の書き方が分かりにくかったみたいですね。すいません。