【意外と知らない】クルマの空気抵抗を示すCd値とCdA値って何?

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Cd値は空気抵抗を計算するときに必要な「係数」

Cdというのは、空気抵抗係数のことです。クルマの空気抵抗を計算するときに必要な係数ですが、それはクルマの形状や構造によって変化します。四角いクルマよりも、流れるようなボディラインのクルマのほうが、Cd値が小さくなります。要するに、流れる空気がボディに当たって通過していくときに発生する抵抗値を、係数として取り出した数値になります。

風洞実験では、実際の抵抗値そのものを計測することになりますが、それを逆算的に計算して係数にします。その形状の空気抵抗係数を算出しておくと、その後にデータを手計算で利用しやすくなるからです。

現在はコンピュータのシミュレーションによって、演算することができるようになっています。そのため画面上でさまざまなトライ&エラーを繰り返して、最適な形状を導き出すことができるようになりました。

実際に模型を作って風洞実験するよりも、はるかに手軽でコストも時間も節約できるようになったのです。それによって空気抵抗係数は大幅に進化しました。ただし、とはいえ空気力学についてはまだまだ人間の発想が必要な分野で、空力性能は一筋縄ではいきません。

実際のクルマがもつ空気抵抗はCd×前方投影面積(A)

クルマの空気抵抗は、空気密度×速度の二乗×空気抵抗係数×前方投影面積で求められます。空気密度は気温と気圧によって左右されます。速度というのはクルマの車速になります。つまりそれは外的な要因なので、クルマのボディそのものの空力性能は空気抵抗係数×前方投影面積になります。それがCd×Aという数値になります。

空気抵抗の指標としては、Cd×Aがそのクルマの空力性能を示しているわけです。クルマのカタログなどではCd値だけが一人歩きしていますが、実際にはCd×Aのほうがクルマの性能としては重要なのです。

なぜなら空気抵抗についていえば、Cd値の差よりも、前方投影面積の差のほうが大きいからです。Cd値は最悪の部類になるミニバンでも0.35くらいですが、最高の部類のプリウスでも0.25程度。つまり30%程度しか違わないのですが、前方投影面積は70%も違うのです。

もっといえばミニバンのCd値を8%改善するのは、結構大変なことだと思いますが、前方投影面積を8%削るには、セレナがステップワゴン並みの車高になればいいのです。

空力には6つの性能があります。Cd値はそのひとつでしかなくて、空気の力がクルマにさまざまな力を及ぼします。Cd値以外はすべて操縦安定性に影響するものです。ただしクルマにはサスペンションが付いていて、姿勢や車高が変化していくので、クルマの空力性能も常にいろいろ変化し続けます。安定した空力性能を得るためには、まずボディの姿勢を安定させないとならないのです。

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