最大の遠心力に対向する操作


皆さん、あけましておめでとうございます(笑)。
ちょっと最近忙しくて中々更新出来ていないんですが、久しぶりの更新です。

今回のテーマは「最大の遠心力に対向する操作」ですが、今までの項を読んでいれば恐らく答えがわかっている人も多いかと思います。わからなければちょっと考えてみて下さいね。

コーナーを曲がる時にタイヤのグリップの全てを曲がる力、つまり遠心力に対向する力として使えれば、一番速いスピードで曲がれそうですね? それではそのためにはどのような運転の操作をすればよいでしょうか?
ヒントは今までに書いてきた摩擦円の話最適解へのアプローチですかね。

まず始めに、摩擦円の観点から考えてみましょう。
摩擦円は前後方向の力と横方向の力を合わせたものが円の中に入っていなければならないという話でしたね?
つまり、ブレーキでロックギリギリの力を与えたり、駆動力でホイールスピンギリギリの力を与えてしまうと、タイヤの縦方向のグリップをすべて使ってしまい、横方向のグリップは無くなるという話でした。
ということは、逆に言えばタイヤの縦方向の力がゼロの時には横方向の力を最大限に発生出来ることになりますね。
遠心力に対向する力は殆どがタイヤの横方向のグリップ力です。 よってタイヤの縦方向の力をゼロにするような操作をすれば、最大の横グリップを発生でき、つまり最大の遠心力に対抗できる状態が作れるはずです。

もう判りましたね?タイヤに縦方向の力がかかっていない時とは、車が加減速をしていない状態です。
ブレーキを踏んでいたり、或いはアクセルもブレーキも踏んでいなければエンジンブレーキによりタイヤには減速方向の力が掛かっています。 当然ブレーキを踏んでいれば4輪に、エンジンブレーキならば駆動輪だけに力が掛かりますね。

次に逆にアクセルを踏んで加速していれば、今度はタイヤに加速方向の力が掛かりますね。 これは当然駆動輪だけになります。前輪駆動車ならばコーナリング中に加速するとフロントタイヤが外に膨らみやすいし、後輪駆動車ならばリアタイヤが外に膨らみやすくなるのは経験からもわかると思います。 これも減速時と同様にタイヤの縦方向のグリップ力を使ってしまっているために、横方向のグリップ力が減ってしまうために起こるものです。
と、摩擦円を使用した説明はこんな感じです。

次に最適解へのアプローチの観点からも説明してみましょう。
こっちはとっても単純です。 車に与えられる最大の加速度はタイヤの摩擦係数μだけで決まりましたね?つまりμ[G]ですね。
これは前後左右全てを合わせた加速度がμ[G]です。
よって最大の遠心力に対向するには、μ[G]の全てが遠心力による横方向の加速度になるようにすれば良いですね?
そうなると当然前後方向の加速度、つまり加減速は0[G]になります。
以上です。 とてもシンプルですね。


よって結論は、最大の遠心力に対向するための操作とは、加減速をしない操作をすれば良いだけです。
つまりアクセルを微小に開けて定速を保つようにすれば良いだけです。
アクセルを踏み過ぎると縦方向に駆動力(加速力)として使ってしまうし、緩め過ぎるとエンジンブレーキ状態になり減速力として使ってしまうので、定速に保つようにアクセルを操作すれば良いわけです。
とても簡単ですね。
恐らく、「コーナリング中に少しアクセルを踏んだら車が安定した」といった経験的をした人も居るでしょう。

でも実際にはそうは感じないこともありますかね?例えばFF車でアクセルを戻した方が良く曲がったり、後輪駆動車でアクセルを踏み込んだほうが良く曲がったりといった経験が有るかもしれません。 これは別に気のせいではありません。
恐らくこう感じられる場合には、始めから車のヨーが足りていない事が多いと思います。
上記の例なら、FF車ならアクセルオフで前輪に荷重が掛かり、ヨーが発生して曲がるようになったり、後輪駆動車ならアクセルオンで少しパワースライド気味になってヨーが発生して曲がるようになるケースです。

ただこの場合はどちらも、そもそも始めに最大の遠心力に対向する準備が出来ていなかったと言えるでしょう。
最大の遠心力に対向するためには、正しい姿勢でコーナリングをする必要があり、そうなると荷重曲げなどの技術やスリップアングルを意識しないといけなくなるはずです。 その状態が作れて初めて速度一定のアクセル操作が有効になります。

ちなみにコーナリング中にアクセルオフをすると良く曲がるようになる気がしますが、これは前荷重になることで舵角を切っているフロントタイヤの力が支配的になり、ヨーが作られるという以外にも理由があります。 すぐに他の理由がわかりますか??
ごく簡単です。アクセルオフではエンジンブレーキ状態になるので減速Gが掛かり、当然車速は落ちていきます。
スピードが落ちれば遠心力の式

遠心力 F = mV2 / R

より、同じRを描いていれば遠心力は下がるし、同じ遠心力ならば小さなRを描けます。
つまりグリップのギリギリを超えかけていたのが、速度が落ちることでギリギリ以下の状態に収束するだけです。

これはいわゆる「ブレーキを残す運転」でも同様です。減速をしている限り必ずタイヤは縦方向にグリップが使われるので、最大の遠心力に対向するコーナリングは出来ていないことになります。
ブレーキを残す運転については動画放送でかなり詳しく話したので、ここでは省略しますね。

次にアクセルを踏み込んで更に良く曲がると感じたならば、そもそもそれまでがタイヤのグリップギリギリのコーナリングが出来ていなかったのでしょう。 アクセルを踏み込めば加速するのでそれだけで同じRならば遠心力が増します。
更に加速力によって駆動輪の縦のグリップが使われているはずなので、遠心力に対向する力は落ちているはずです。
それなのに同じRかそれよりも小さいRで曲がれたのならば、それ以前の状態がグリップ(多くの場合には後輪のグリップ)をかなり余らせていたのでしょう。
例えば後輪駆動車でアクセルを踏み込むことでヨーが作られて、最適な姿勢になって良く曲がるようなったケースなどが考えられます。

よってこれらは、どちらのケースも最適解からは遠いケースだと思います。
定速にするアクセルで最大の遠心力に対向する場合、もっと簡単に言うと最大の横Gを出すためには、そこまでにちゃんとした操作による下準備が出来ていることが前提になるわけですね。


さて、今回の話は大きな遠心力に対向するための基本的な話でした。
そしてその先には更に大きな遠心力に対向する力を出そうという、トラクションステア効果なども有るわけですが、それはこれを理解して出来るようになってからでしょう。


急いで書いたので何だかあっさりと書きましたが(笑)、今回書いたことはとても重要ですので是非覚えておいて下さいね。
それでは今年もよろしくです。

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