カムバック

1969 フィアット 850 クーペに乗るカムバック

カムバック（カムテール、Kテールとも呼ばれる）は、車両の後部が下方に傾斜し、垂直またはほぼ垂直の面で急激に遮断される自動車のスタイリング上の特徴である。カムバックは空気抵抗を低減し、効率を向上させ、燃費を削減する[ 1 ]一方で、車両にとって実用的な形状を維持する。

カムバックは、1930 年代に設計を開発した ドイツの空気力学者、ウニバルト・カムにちなんで名付けられました。

一部の車両では空気力学の原理に基づいたカムバック設計が採用されていますが、デザインやマーケティング上の特徴としてカットオフテールを採用している車両もあります。

起源

1950年製ナッシュ・エアフライト
1952年製ボルグヴァルト ハンザ 2400

1920年代から1930年代にかけて自動車の速度が上昇するにつれ、設計者は自動車の空気力学の原理を観察し、それを応用し始めました。[ 2 ]空気抵抗が増加すると、車両を推進するために必要なエネルギー、ひいては燃料も増加します。[ 3 ]

1922年、ポール・ジャレイは、高速走行時に生じる空気抵抗を最小限に抑えるために、涙滴型（丸い先端と長く先細りの尾部）のプロファイルに基づいた車の特許を取得しました。[ 4 ] [ 5 ] 1930年代半ばの流線型車両（タトラ77、クライスラー・エアフロー、リンカーン・ゼファーなど）は、これらの発見に基づいて設計されました。

しかし、ロングテールは自動車には実用的な形ではなかったので、自動車設計者は他の解決策を模索した。1935年、ドイツの航空機設計者ゲオルク・ハンス・マーデルングは、ロングテールなしで抗力を最小限に抑える代替案を示した。[ 6 ] 1936年、ラインハルト・ケーニッヒ＝ファクゼンフェルト男爵が、流線型のボディと同様の低い抗力を実現するのに効果的な、垂直面で急激に終端する滑らかなルーフライン形状を開発した後、同様の理論が自動車に適用された。[ 5 ] [ 7 ] [ 8 ]彼はバスの空力設計に取り組み、ケーニッヒ＝ファクゼンフェルトはそのアイデアの特許を取得した。[ 9 ]ケーニッヒ＝ファクゼンフェルトはシュトゥットガルト大学でヴニバルト・カムと協力し、「日常的な実用性（車両の長さや内部の寸法など）と魅力的な抗力係数との間の良好な妥協点を提供する」車両形状を調査した。[ 5 ] [ 7 ]空力効率に加えて、カムは設計において車両の安定性を重視し、[ 7 ]設計の有効性を数学的かつ経験的に証明した。[ 10 ]

1938年、カムはBMW 328をベースにカムバック形状の試作機を製作した。[ 11 ]カムバックとその他の空力改良により、試作機の抗力係数は0.25となった。[ 12 ]

カムバック原理を採用した最も初期の量産車は、1949年から1951年にかけてアメリカで製造されたナッシュ・エアフライトと、1952年から1955年にかけてヨーロッパで製造されたボルグヴァルト・ハンザ2400であった。[ 7 ]

空気力学理論

抗力を最小限に抑える理想的な形状は、滑らかな翼のような形状である「ティアドロップ」ですが、サイズの制約から道路車両には実用的ではありません。[ 1 ]しかし、カムを含む研究者たちは、尾部を急激に切断することで抗力の増加を最小限に抑えられることを発見しました。[ 5 ]その理由は、車体後部の垂直面の後ろに乱流の伴流領域が形成されるためです。この伴流領域は、自由流中の空気がこの領域に入らない（境界層の剥離を回避する）という点で、テーパードテールの効果を模倣しています。そのため、滑らかな気流が維持され、抗力を最小限に抑えます。[ 11 ]

カムの設計は、断面積が車両の最大断面積の50%となる地点で尾部を切り落とすことを基本としており、 [ 5 ] [ 13 ]カムはこれが良い妥協案であると考えた。なぜなら、その時点では、フラットバック車両に典型的な乱流は、通常の速度ではほとんど排除されていたからである。

カムバックは、1950年代のスポーツカーレースの速度上昇に伴い深刻化していた空力揚力の問題に対し、部分的な解決策を提示した。抗力を低減するためにテールを傾斜させるという設計パラダイムは、カニンガムC - 5R [ 14 ]などの車両で極端に推し進められ、その結果、速度域で車体後部が翼型効果によって揚力を受け、不安定化や操縦不能のリスクが高まった。カムバックは揚力面の面積を減少させ、テール下部に低圧領域を作り出した。

いくつかの研究では、カムバック設計にリアスポイラーを追加しても、研究された角度によって全体的な抗力が増加するため、有益ではないことが示されました。[ 1 ]

使用法

1964-1969フォード GT40
1974-1985シトロエン CX
2000-2006ホンダ インサイト
2009～2015年式トヨタ プリウス
2011年式アウディA7

1959年、カムバックはフルボディのレーシングカーにリフト防止策として採用され、数年後には事実上すべてのレーシングカーに採用されるようになりました。この設計は、2000年代初頭にハイブリッド電気自動車の燃費向上策として再び注目を集めました。

真のカムバックの空力哲学に沿わないプロファイルにもかかわらず、カムバックとして販売された車がいくつかある。これらのモデルには、1971～1977年式のシボレー・ヴェガ・カムバック・ワゴン[ 15 ] 、 1981～1982年式のAMCイーグル・カムバック[ 16 ]、[ 17 ] 、 [ 18 ] 、[ 19 ]、 AMC AMX-GT、そしてポンティアック・ファイアーバードをベースにした「タイプK」コンセプトカー[ 20]、[21 ] 、[ 22 ] 、[ 23 ] 、[ 24 ]などがある。

BMWやメルセデス・ベンツのX6やGLCクーペなどのSUVなど、「クーペ」として販売されているモデルの中には、「一種のカムバック形状を採用しているが、テールエンドには本来のカムバックよりも多少の凹凸がある」ものがある。[ 25 ]

カムバックを搭載した車には次のようなものがあります。

参照

参考文献

  1. ^ a b cサントス、ロドリゴ・デ・オリベイラ;ライラ、パウロ・ロベルト・マシエル。ソウザ、マルシオ・ロドリゴ・デ・アラウーホ。ソウザ ジュニア、マルセロ アレクサンドル デ (2012)。「超高効率車両の空力設計」 . SAEインターナショナル。36– 0352 。2021 年1 月 16 日に取得。
  2. ^ Hucho, Wolf-Heinrich (1987).道路車両の空気力学：流体力学から車両工学まで. Butterworths. pp.  19– 20. ISBN 978-0-408-01422-9。
  3. ^ 「空気抵抗が燃費に及ぼす影響」オートリサーチセンター。 2024年3月8日閲覧。
  4. ^ 「ポール・ジャレイ 1889-1974」 Coachbuilt.com 2014年6月9日閲覧。
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  37. ^ 「アストンマーティン ヴァルール」。
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