境界層

自動車が道を進むとき、空気は目に見えない壁のように立ちはだかります。ちょうど水の中を進むかのように、自動車はその空気の壁を押し分けて進まなければなりません。この見えない壁から受ける抵抗こそが、空気抵抗です。空気抵抗の大きさは、空気の流れ方によって大きく変わります。流れ方には大きく分けて二つの種類があります。 一つは層流と呼ばれる流れです。層流は、まるで薄い板を重ねたように、空気が規則正しく流れる状態です。この整然とした流れの中では、空気の抵抗は比較的小さく抑えられます。自動車の速度が遅いとき、空気の流れはこの層流の状態です。そのため、速度が遅いときは空気抵抗も小さいのです。 しかし、自動車の速度が上がっていくと、空気の流れは次第に乱れていきます。そして、ある速度を超えると、層流から乱流と呼ばれる状態へと変化します。乱流とは、空気が渦を巻いたり、不規則に混ざり合ったりする状態です。まるで沸騰したお湯のように、複雑に入り組んだ流れになります。この乱流の状態では、空気抵抗は層流に比べて格段に大きくなります。速度が速くなるほど、空気の流れはより乱れ、抵抗も大きくなっていくのです。 つまり、自動車の速度上昇は空気抵抗の増大に直結し、燃費の悪化につながります。この空気抵抗をいかに抑えるかが、燃費を良くし、環境への負担を減らすための重要な課題となっています。自動車の設計者は、車体の形を工夫したり、表面を滑らかにしたりすることで、空気の流れを制御し、抵抗を減らす努力をしています。少しでも空気抵抗を減らすことで、私たちはより少ない燃料でより遠くまで移動できるようになり、地球環境にも貢献できるのです。