ホンダはオハイオ州に世界最先端の風洞を建設したばかり

ジョナサン M. ギトリン - 2022 年 3 月 21 日午後 2 時 (UTC)

オハイオ州イーストリバティー—週末にかけて、F1が今年最初のレースで活発に活動を再開した。 数十年にわたり、このスポーツはダウンフォースと空気力学の応用が主流となってきました。 したがって、世界最先端のローリングロード風洞は、ほとんどのチームが拠点を置くイギリス、あるいはイタリアのマラネロにあるのではないかと思うかもしれません。

しかし、資金が豊富なこのスポーツは空気の流れに重点を置いているにもかかわらず、F1 はもはや、起伏のある道路の風洞実験における最後の言葉ではありません。 現在、その栄誉はオハイオ州ホンダ・オートモーティブ・ラボラトリーズ（「HALO」）に帰属し、1億2,400万ドルをかけて時速192マイル（時速310km）の新しい施設が稼働を開始しようとしている。

HALO は、コロンバスから 1 時間弱離れたところにある自動車試験場およびテストトラックである交通研究センターに拠点を置いています。 この施設は、イタリアにあるレンツォ・ピアノ設計のドラマチックな外観を持つフェラーリのトンネルと比べると、外から見ると比較的控えめな施設だ。 しかし、人間と同じように、本当に重要なのは内面です。

8 マイル (201.2 m) の 3/4 オープン ジェット トンネルの心臓 (より正確には肺) は、6,700 馬力 (5 MW) のゼネラル エレクトリック モーターによって駆動される 26.2 フィート (8 m) のファンです。 ファンの 12 枚のカーボンファイバーブレードは所定の位置に固定されており、トンネルの壁との隙間はわずか 0.2 インチ (4 mm) です。 また、最高速度がわずか 250 rpm であるにもかかわらず、ファンはターボチャージャーのローターよりもさらにバランスが取れています。

毎分 250 回転というとかなり低いように聞こえるかもしれませんが、その通りです。最高速度では、ファンから出た空気は時速 25 マイル (時速 40 km) でしか移動しません。 そこから空気は 3,789 平方フィート (352 平方メートル) の巨大な熱交換器を通過し、施設は空気を 50 ～ 122 ° F (10 ～ 50 ° C) の一定温度に保つことができます。

「私たちがそうする理由は、主に音響目的です。車はアルミニウムとプラスチック、カーボンファイバーとゴムでできており、それらはすべて異なる速度で膨張したり収縮したりします。つまり、それらすべてが隙間を開けたり、隙間を埋めたりするのです」と氏は説明した。 HALO ですべての風洞活動を担当するホンダのマイク・アンガー氏。

熱交換器から出た空気は、トンネル内を回りながら一連の回転羽根を通って移動します。 しかし、トンネルは試験室の前にあるノズルを通って収縮し、これにより空気が最大 7:1 の比率で圧縮され、最高速度 192 マイル (310 km/h) まで加速されます。

次に何が起こるかは、テスト ルームの構成によって異なります。 高速空力性能をテストする場合、おそらくアキュラの次期 LMDh カーや NSX スポーツカーの場合、そのテストには幅広ベルトのローリングロードが含まれることになるでしょう。 この 0.03 インチ (0.8 mm) のスチール ベルトは空気と同じ速度で移動し、車はアームに取り付けられ、ベルトを所定の位置に保持しながら車輪の回転を可能にします。 このテストでは、揚力、抗力、ピッチの変化も測定します。

起伏のある道路は、車を正面からテストすることに限定されません。 実際には 180 度回転するターンテーブルに取り付けられており、エンジニアや技術者がテストのセットアップを容易にするだけでなく、横風やヨーの影響を研究することもできます。

この点でその優れた機能にもかかわらず、このような高速テストはおそらく HALO で実行される作業のほんの一部に相当するでしょう。 自動車メーカーの電動化に伴い、ロードカーの空気力学はこれまで以上に重要になっています。抗力のわずかな低減でも効率の向上を意味するためです。 このような種類のテストでは、時速 192 マイルに到達できることはほとんど役に立ちません。

これが、トンネルが交換可能なローリングロードを備えて設計された理由です。 44 トン (40 トン) のローリング道路モジュールの 1 つをもう 1 つと交換するには、約 4 時間かかります。 2 番目のローリング ロード カムは、最高速度 155 マイル (250 km/h) に対応し、5 つのベルト (各タイヤに 1 つと、車輪の軌道内で車両の長さの下を通る 5 つ目のベルト) を備えています。 2 つのスロットが各ベルトの前の床に表示され、結果を混乱させる境界層を制御します。

試験車両は、ブレーキとサスペンションが切り離されているため、寄生抵抗なしで車輪が回転できます (車両は、車両を一定の車高に保つロードセルに取り付けられています)。 さらに、HALO には、車の前面面積を約 2 分で計算するレーザー スキャン システムが搭載されています。これは、風洞実験の結果が意味のあるものであるためには、非常に重要な情報です。

電動化を進める自動車メーカーは、自社の機械を合理化することだけに興味があるわけではありません。 内燃エンジンのパワートレインのような騒々しいシンフォニーがなければ、誰もが「空力音響」とも呼ばれる風切り音の観点から努力する必要があります。

空力音響テストには起伏のある道路は必要ないため、車両はベルトを保護する音響カバーの上に置かれます。 （おそらく、騒音テスト用に 3 つ目のモジュールを作成するよりも、2 つのローリングロードモジュールの 1 つをカバーするだけのほうが簡単でしょう。別のモジュールを交換するにはさらに 4 時間かかるからです。）そして、空気力学的負荷を測定する代わりに、テストカーはマイクで囲まれています。合計 502 個の指向性マイクが音響アレイに配置され、さらに 54 個のマイクが車内に配置されます。 これらのマイクは、音を静かにするために車のどの部分に微妙な調整が必要かをエンジニアに正確に伝えることができます。

音響アレイはウィンドシア層のすぐ外に設置されており、風がわずか数フィート離れたところで吹いているにもかかわらず、騒音レベルはわずか 57dB という驚くほど静かな場所です。 ホンダは親切にも私にハーネスを装着して自分でテストさせてくれました。たとえ時速 50 km (30 マイル) であっても、長い煙の杖を小川に差し込んで視覚化すると、余分な空気の圧力を本当に感じます。通気口またはボンネットを通る空気の流れ。

まず、HALO はホンダとアキュラの北米向け製品の改良に主に集中する予定だ。このような施設に 1 億 2,400 万ドルを費やす意味は、ここ米国でサードパーティ製のトンネルを建設したり、輸送に費やすのと比べて時間とお金を節約できるためである。モデルや車のテストを日本に送ります。 しかし、HALO は、学術研究者、レーシング チーム、さらには他の OEM など、他のユーザーにも対応できるように最初から設計されており、業界の誰もが期待する厳格な機密性を維持するために準備ベイが覗き見から隠されています。