スリップストリームの時，前の車は後ろに引っ張られる？

質問

以前から疑問に思っていました．
スリップストリームのとき，後ろの車が前に引っ張られるのは理解できるんですが，このとき，前の車は後続車がいない時と比較してどうなりますか？

以前聞いた話では・・・
２台の車の間に真空地帯があって，これが後ろの車を引っ張る．後ろの車を引っ張る力は，前の車を後ろに引っ張る力とバランスしているので，前の車は後ろに引っ張られる．・・・という考え．何となく，説得力があります．

ですが，流体力学的（多少，勉強しました）に考えると，後続車がスリップストリームに入った方が，真空地帯の大きさが小さくなると思うので，先行車の空気抵抗も小さくなるような気がします．どんなもんでしょうか？

わかりにくい文章ですみませんが，理論的なお話し，経験談など，お聞かせ下さい！

回答No.5

doya · ベストアンサー

おもしろい質問ですね。流体力学を学んだことはありますが、その内容はほぼ完全に忘れているレース観戦愛好者です。
ご存知かもしれませんが、スリップストリームについて下記サイトでは、車後部に発生する負圧により、車自身も後ろに引張られると書いてあります。これは抵抗が増えると考えた方が、理解しやすいのでは？と思います。
「わかりやすいＦ１講座」
http://homepage1.nifty.com/ken2mng/MiniCar/main.htm

私の記憶ですが、空気抵抗（損失）は流体中の物体表面の摩擦抵抗と、物体表面から空気が剥離したときの乱流（タービュランス：航空機用語でよく出てきます）による損失があり、乱流による抵抗の方が大きかった（つまりエンジンパワーを食われる）と思います。従って、リヤスポイラーやディフューザーは、車体から剥離する空気の流れを整流して、乱流を押さえる働きも求められているようです。「わかりやすいＦ１講座」の中にも、そのような記述があります。ディフューザーについては、ベンチュリ効果によるダウンフフォースの発生が、主に求められている機能だと思いますけど。

さて問題の後続車が後ろについた時に、負圧が小さくなるかどうかですが…。
確かに、後続車がいると空気の流れが整流されるような気がします。しかし結局、空気は前車の車体から離れている（剥離による乱流は発生）ため、単純に流れが整流されて改善→負圧が小さくなるとは、ならない気がします。
しかし正直、自信無しです。わかりません。（＾＾；

経験者の方の回答が理論的な真実なのかもしれませんが、空力の専門家が回答してくれそうな下記サイトのBBSで、再度質問をしてみてはいかがでしょうか？（逃げました）
「ゆらたく屋」
http://www.so-net.ne.jp/yuratakuya/
※このサイトの「空力の話」は、興味深いですよ。

理論的な回答もわかるといいですね。

お礼

回答，ありがとうございます！
参考URL拝見しました．スリップストリームの原理についてはわかりやすく書かれていますね．

でもやっぱり，「前の車は引っ張られるか？」についての説明は釈然としません．負圧が働くのはわかるんですが，後続車がいない場合，車体後部の乱流は大きくなりますから，負圧は非常に大きいと思うんです．

後続車が付くと，空気のはがれが少なくなりますから，負圧も小さくなると思うんですよね．極端な例として，バスが縦に２台並んだようなケースを想定した場合，そうなりますよね？

空力のサイトもご紹介下さってありがとうございます☆
調べてみます！

補足

みなさまへ：
その後，少し調べてみましたが，やはり理論の方はわかりませんでした．でも，経験的には引っ張られるということがわかって，とても興味深かったです．

doyaさんの紹介されたサイト，あるいはここ（教えて／OKweb）の教育カテゴリあたりで，再度質問してみたいと思います．

みなさん，本当にありがとうございました．今後も，よろしくお願いします．

回答No.4

twin_ring009

No.3です。

＞リアスポイラーはこの低圧力の領域をなくすための整流装置の役割も果たしていますよね。

いいえ、そんなことはありませんよ（笑）
リヤウイングもスボイラーも、単純に後輪に
ダウンフォースを与えて、車体を安定させているだけです。
速度が増すほど、安定させるにはタイヤを路面に
押し付ける力が必要ですから（グリップを上げるため）

＞で、後続車がスリップストリームに着くと、整流効果が働いて、低圧力の領域が小さくなると思うんですよ。

いえいえ、ただ単に前走車の後方が気圧が低いため、
空気抵抗が少なくなっているだけです。
それほど空気の壁は速度に影響があるのです。

空気抵抗さえ少なくすれば、人間の脚力で動かす
自転車でさえ、200km/hを超える速度が出ます。
（ギネスブックに記録が残っています）

結局のところ最高速度というものは、エンジンの出力と
空気抵抗との妥協点で決まるものですから。

お礼

再度の回答，ありがとうございます！

リアスポイラーの機能についてですが，ダウンフォースのみですか？下記サイト（ネット情報が常に正しいとは思っていませんが）などによると，ダウンフォースと整流がある，と出ています．
http://www.mdcnet.co.jp/~ito/ito_car4.htm
もしかしたら，レース車と市販車で効果が違うのかも知れませんね．

空気抵抗と速度の関係はよくわかります．問題を簡潔にするため，バスのような形状の車２台で縦に並んで走るのをイメージして欲しいんですが，後ろの車がピッタリ付いた方が，前の車の抵抗が小さくなると思うんですけど…

回答No.3

twin_ring009

レーシングカートでレースをやっていました。
一応、クラス別の年間チャンピオンです（笑）

経験から言えば「若干、遅くなります」ね。

車体の後方が真空になるような事はありません（笑）
気圧が低くなっていくだけです。

レーシングの世界では、常にエンジン出力と空気の戦いです。
エンジンの最大出力でもって、大気と格闘しているわけですから、
ほんのわずかの気圧差でさえ、最大速度に影響を与えます。

後方に薄くなった大気が出来れば、そこに流れ込む
空気が必ず生じます。
それはほんのわずかながら、車体を前に出す力になります。
だから「車体が軽い」と思えるのでしょう。

それを後方の車両が邪魔をするわけですから、
トップスピードは、若干ですが落ちてしまいます。

そこで後方の車両は、引っ張られて来た力を利用して、
勢いで前走車の前に出ることが出来るわけです。

お礼

回答ありがとうございます。

えっと、「真空地帯」というのは、例え話なので、実際には真空になってないのは、わかっているつもりです（一応）。

で、後続の車がいない場合なんですが、車の上を通過する空気が車の後ろを通るときに渦流が発生し、そこに圧力の低い領域が生まれますよね。リアスポイラーはこの低圧力の領域をなくすための整流装置の役割も果たしていますよね。

この場合の低圧力の領域は、とても大きいと思うんです。だから、先行車は後続がいないと、うんと引っ張られていると思うんです。で、後続車がスリップストリームに着くと、整流効果が働いて、低圧力の領域が小さくなると思うんですよ。だから、理論的には前の車の空気抵抗も小さくなると思うんですけどねぇ…

でも、実際には遅くなる感じなんですね。やっぱり不思議です。いえ、ぶっちゃけた話、後ろの車が余裕で近づいて来るので、パワーが落ちたように錯覚してるだけなんじゃないかな、って思っているわけなんです。本当に遅くなっているとしたら、かなり不思議なんですよねぇ。

とても有益な回答、ありがとうございました。謎は深まるばかりです。(笑)

回答No.2

kigineco

理論のことはわかりませんが、スリップにつかれたとき（後続が後ろに張り付いたとき）、急に重さを感じます。

私の場合は二輪のレースですが、引っ張られるというよりは、鈍い重さを感じるという表現のほうがピッタリきます。こちらがスリップについたときは、その逆ですね。

私の時代（十何年前）には、スリップについている台数（串団子状態というのでしょうか）が多いほど、その先頭の速度は落ちてしまうといわれていました。私も実際にそのような感じがしました。先ほどのように、段々と重くなっていくような感じです。

オートバイレース、特に小排気量（125cc）のレースでは、5、6台が一列になってストレートを走ることがあります。このとき、最後尾だった車両がストレートエンドで一気に先頭に立つという光景がしばしば見られます。

5台が一列になっていたとすれば、先頭は後続の4台分を引っ張り、2番手はその後続の3台分を引っ張り、3番目も同じように2台分を引っ張る。そのために、まったく負荷のかかっていない最後尾車両が一気に前に出ることができる。しかし、その集団全体としてはあまり速度が出ていない。そういうふうに、当時は理解していました。

また、サイドスリップというものも有効だといわれていました（横に張り付く）。私はサイドスリップを使ったことも、使われたこともなかったのですが。

理論的な解につながりそうもない体験談でした。

お礼

回答ありがとうございます！
やはり，後ろに引っ張られますか！

実際の経験のある方が２人も同じご意見なら，やっぱりそうなのかも知れませんねー．でも，５台が１列になったとき，先頭が４台分を引っ張るというのは，ちょっと信じられないです．前から３台目以降は影響がないような気がするんですけど…

でも，そういう考えをして走っていて，矛盾を感じなかったということは，本当にそうなのかも知れませんね．

とっても興味深く，貴重な回答をありがとうございました！

回答No.1

jerry

理論的な回答は出来ませんが、実体験では引っ張られるような感覚があります。

お礼

回答，ありがとうございます！
そうですか，引っ張られますか…．

例えば，電車の車両があったとして，２両目以降を切り離したとき，１両目の空気抵抗が増えるか，減るか，という問題に置き換えられるような気がするんですよ．

そうすると，どうしても切り離した方が空気抵抗が増えると思うんですよね．つまり，後ろに着かれた方が，空気抵抗が小さいと思うんです．

後ろに引っ張られるとしたら，不思議です．