この記事をまとめると
■クルマのCd値について詳しく解説
■空気抵抗の大小を示す係数だ
■しかしCd値の大小だけで空力を論ずることはできない
「ボディ表面の空気がどれだけスムースに流れるか」を表す係数
空力フォルムという言葉がある。空力特性に優れたデザインのことを指す言葉だが、では、空力とは何だろうか? 少しむずかしい話になるが、空力すなわち空気力学とは、走行中の自動車に働く6つの力(係数)を総称したもので、その内訳は、横力係数、空気抵抗係数、揚力係数、ピッチングモーメント係数、ローリングモーメント係数、ヨーイングモーメント係数が、その構成要素となっている。
このうち、空気抵抗の大小を示す係数が空気抵抗係数で、一般にはCd値と呼ばれることで知られている。Cd値は、大きいほど空気抵抗が大きく、小さくなるに従って空気抵抗が小さくなることを示している。言い換えれば、Cd値は小さいほど空気抵抗が小さくなることを意味するが、このCd値の大小だけで空力を論ずることはできない。Cd値が小さくなれば空気抵抗値は小さくなるように思えるが、空気抵抗値自体はCd値に前面投影面積を掛け合わせたものであるだけに、Cd値自体が小さなものであっても、前面投影面積が大きなクルマでは空気抵抗値の絶対値が小さくなることはない。
もっとも、逆の言い方をすれば、前面投影面積が同じなら、Cd値の小さなクルマのほうが空気抵抗値は小さくなる。では、Cd値とはいったいなんなのか、という話になるわけだが、簡単に言ってしまえば、ボディ表面の空気がどれだけスムーズに流れるか、を表す係数のことである。自動車の場合で言えば、たとえばボディ面が滑らかな形状と突起物がある形状とでは、突起物が空気の流れに対して抵抗となるため、空気抵抗係数は大きくなってしまう。
さて、クルマのセールスコピーを見てみると、Cd値が小さい(空気抵抗が小さい)から、燃費性能(=高速性能)に優れる、という表現がなされている。まさにそのとおりなのだが、走行中の車両に発生する空気抵抗は、車速が低い場合には空気との間に粘性抵抗が発生し、これは速度の増加に比例して大きくなる特性を持つが、高速走行になると慣性抵抗(進路上の空気を押しのけてはじき飛ばすのに必要な力)が発生し、これは速度の2乗に比例して大きくなる特徴を持っている。
これを現実的な実車走行の例に置き換えると、60km/hで走行中にクルマが受ける空気抵抗の大きさを1とすると、速度が倍の120km/hで走行中にクルマが受ける空気抵抗は速度の2乗、つまり4倍の大きさになるのである。