天井へ張り付いて走るマシン by tw デザイン日:2006. 5.03水〜 5.10水
Web公開日:2006. 5.10水

「空力で天井を走る、キャノピー付きのフォーミュラーマシン」がコンセプト。
このスケッチは眠剤やアルコールを呑みながらデザインしたもので寸法は適当。

車輌の重量は、シャーシ+エンジン+燃料+モーター+バッテリーで450kgくらい、
+ドライバー75kg程 =計525kgくらいとして、
時速200km以上なら天井へ張り付いて走行できるのではないだろうかと適当に想像している。

4輪それぞれのタイヤの両側には、下側の小径タイヤを接続する為のステーを装着する。
この下側の小径タイヤは、マシンの発進時と、着地 及び 停車時にのみ、地面と接地する。
ステーは上側と下側に分割されており、車輌総重量を支える程度の力のスプリングを内蔵する。
このステーは、タイヤ内側ではアップライトに、タイヤ外側では車軸にベアリングを介して装着する。

天井の走行する面は、凹凸が激しかったり、起伏が大きかったり、
低速コーナーだったりすると車体は天井を走行できないので、
サーキットの建設には相当高度な施工技術、そして何より新たな発想が必要となるだろう。
サーキットの建設費用は一体いくらかかるのだろうか?

さて、このマシン、重心高とサスペンション・ジオメトリーはどうすれば良いのでしょう。




フロントウイング中央部は、
ドライバーの目線を遮らないギリギリの高さまで、
天井へ近づけた。

フロントウイングの高圧流も路面へ作用する。




このマシンでは天井と車体上面との流れが生命線となるので、
前輪の乱流を受け取めてタイヤの後方へと回し込むボルテックス・ジェネレーターは必須となる。

デザインを観易くする為に、このスケッチでは、
前輪の乱流を整流するサイド・ディフレクターは省略した。

とりあえずパッシブ・サスの設計としておいたが、
空力が生命線となるこのマシンでは、
アクティブ・サスとした方が安全かもしれない。





 車体上面の中央部は上方へ開閉し、
 ドライバーは、ヘッド・プロテクターを取り外して車体を乗り降りする。



エンジンはV型6気筒でターボ過給式。過給圧や排気量は特に想定していない。
エンジンの排気ガスは全て排気タービンへ入れてみた。

エンジンとクラッチの間には、電気モーターを搭載する。
これによりパワーユニットは、エンジンとモーターのハイブリッドとなる。
このモーターは動力としても発電機としても機能する。
高度な制御を行えば、モーターで発電と駆動を繰り返す事でエンジンの振動を低減できる。

ブレーキング時にはモーターは発電機として機能し、キャパシタに蓄電する。
この回生制動はエネルギー効率を高めるだけでなく、
後輪ブレーキの負荷を軽減させ、後輪ブレーキのサイズと重量や冷却必要量を軽減できる。
そしてコーナーの立ち上がり時には、蓄電した電力でモーターを駆動し、ターボ・ラグを解消できる。

エンジンの始動方法は、外部バッテリーを接続し、モーターにより始動する。
これにより、車体のリヤエンドにスターターを差し込む穴を設けなくて済み、空力に寄与する。




トランスミッションは、前進7速 &リバース1速で、高速シフトチェンジを可能とするシームレス式。

ノーマル・ミッション
シームレス・ミッション

このシームレス・ミッションのレイアウト図は、
以前レース誌に掲載されていた津川哲夫氏によるシームレス・ミッションについてのコラムを立ち読みし、
それのギアの配置順は記憶できずに帰宅したので、自分で新たに作り直したもの。

2速から7速までのギアには、自転車の様にワンウェイ・クラッチを内蔵し、
これとドッグクラッチとを油圧と電気バルブで制御する事で高速のシフト・チェンジを実現する。

(ワンウェイ・クラッチ機構については、http://rintaku.ld.infoseek.co.jp/at/oneway.htmを参照。
 ラチェット(ratchet)機構については、フリー百科事典ウィキペディアを参照。)


(このページの最新更新日: 2006. 5.16)
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