WRX/STI(VA) VERUS ENGINEERING Ventusエアロ解説

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WRX/STI(VA) VERUS ENGINEERING Ventusエアロ解説

  • 対応SUBARU WRX/WRX STI(VA)
  • 出典VERUS「Performance of Verus Engineering Ventus Packages — Subaru VA WRX / STI Platform」(2020年2月)

Ventusパッケージは、米VERUS EngineeringがVA型WRX/WRX STI用に開発した3段階のエアロキットです。車両全体のCFD解析に風洞実験とプロドライバーによる実走テストを重ねて設計されており、ドラッグの増加を最小限に抑えながらダウンフォースを増やす、空力効率を最優先にしています。

このページでは、メーカー発行の技術資料(2020年2月版)に載っているデータと解析画像を、当店で日本語に訳して解説します。

主な数値(メーカー資料より) 値
Ventus 1・2のドラッグ(純正比) 純正以下
サイドスプリッターのダウンフォース追加 +7ポイント
同・ドラッグ増加 ゼロ
UCWリアウイングの翼角データ公開範囲 0°〜15°
CFD解析ソルバー OpenFOAM V6
VA型WRXの周囲の気流を可視化したCFDレンダリング
図1 Ventus 3装着状態のVA WRX。ルーフからUCWウイングへ流れ込む速い流れ(緑)と、車体後方で渦を巻くウェイク(紫)が見えます。

パッケージ構成

Ventus 1(ストリート中心の方向け)

外観の変化を最小限にして、床下の整流で安定性を上乗せする構成です。ドラッグは純正より下がります。

  • ダイブプレーン(カナード)
  • リアディフューザー
  • リアサスペンションカバー
Ventus 1のフロントビュー。ダイブプレーンを青色表示
図4A フロント。バンパー両脇の青い部品がダイブプレーンで、外観の変化は最小限です。
Ventus 1の床下ビュー。ディフューザーとサスペンションカバーを青色表示
図4B 床下。リアセクションを覆う大型ディフューザー(青)と、リアサスペンションアーム部のカバー(緑)が中心です。

Ventus 2(街乗りと走行会を1台でこなす方向け)

Ventus 1に、フロントの荷重を作るスプリッターと、床下への空気の回り込みを抑えるサイドスプリッターを加えます。この構成でもドラッグは純正以下です。

  • Ventus 1の全部品
  • フロントスプリッター
  • サイドスプリッター
Ventus 2のフロントビュー。スプリッターとダイブプレーンを青色表示
図5A フロント。バンパー下端のスプリッターとダイブプレーンで、フロントの荷重を作ります。
Ventus 2の床下ビュー。装着部品を青色表示
図5B 床下。前端のスプリッターからサイドスプリッター、ディフューザーまで、床下の外周がひと続きになります。

Ventus 3(競技・タイムアタック志向の方向け)

高ダウンフォース仕様のUCWリアウイングを加えた最大構成です。

  • Ventus 2の全部品
  • UCWリアウイング

※ウイングの翼角は0°〜15°の範囲でデータが公開されており、前後バランスを好みに合わせて調整できます。

Ventus 3のフロントビュー。ウイングとスプリッターを青色表示
図6A フロント。スプリッターとダイブプレーンに加え、ルーフ越しにUCWリアウイングが見えます。
Ventus 3の床下ビュー。装着部品を青色表示
図6B 床下。床下、側面、ウイングまで、車体全体で空力を作る最大構成です。

WRX/STI(VA)用パーツ一覧を見る

構成一覧

部品 Ventus 1 Ventus 2 Ventus 3
ダイブプレーン(カナード) ● ● ●
リアディフューザー ● ● ●
リアサスペンションカバー ● ● ●
フロントスプリッター - ● ●
サイドスプリッター - ● ●
UCWリアウイング - - ●

各部品は単品でも装着できますが、前後の空力バランスを崩さずに効果を得るには、パッケージ単位での導入が最良とメーカーは案内しています。

データで見る効果

下のグラフは、各パッケージが純正VA WRXと比べてダウンフォース(太線)とドラッグ(マーカー付きの線)をどれだけ増減させるかを、速度ごとに示したものです。空力の力は速度の2乗に比例して増えるので、曲線は右に行くほど上がります。

Ventus 1(えんじ)とVentus 2(青)のドラッグ線は、どちらもゼロより下にあり、純正より空気抵抗が減っています。ダウンフォースを足しながら抵抗を減らせるのは、床下の整流による特性です。

Ventus 3(グレー)は、UCWウイングが加わることで荷重が大きく伸びます。ドラッグは増加に転じますが、増える量は得られるダウンフォースのひと桁下です(グラフは翼角13°)。

Ventusパッケージ別のダウンフォースとドラッグの速度特性グラフ
図2 純正VA WRX比のダウンフォース増分(太線)とドラッグ増分(マーカー付きの線)。えんじがVentus 1、青がVentus 2、グレーがVentus 3(翼角13°)。横軸は速度[mph]、縦軸は力[lbs]。1lbs≒0.45kg、100mph≒161km/h。

ウイング翼角ごとの特性

UCWリアウイング単体の発生荷重は、翼角0°〜15°まで2°刻みで計測され、公開されています。翼角を立てるほどダウンフォース(マーカー付きの太線)は大きく伸びる一方、ドラッグ(細線)の増え方はゆるやかです。前後バランスの微調整に使えるデータです。

UCWウイングの翼角別ダウンフォース・ドラッグ特性グラフ
図3 UCWウイング単体の翼角別特性(0°〜15°)。太線がダウンフォース、細線がドラッグで、同じ色が同じ翼角です。

部品ごとの解説

リアディフューザー&サスペンションカバー Ventus 1〜3

VERUSの特徴である2段スロート構造のディフューザーです。下面に低圧を作って荷重を生むと同時に、市販車のドラッグの主な原因である車体後方の低圧の渦(ウェイク)に床下の空気を送り込んで埋めます。その結果、ダウンフォース(安定性)が増えながら、全体のドラッグが下がります。そのため街乗り中心の車にも向いています。

表面だけを見るとディフューザー自体は抵抗(誘導抵抗)を生んでいるように見えますが、ウェイクを埋める効果がそれを上回ることが、CFDで確認されています。

床下の圧力分布を示すCFD画像
図7 床下の圧力分布(Cp)。ディフューザー入口の濃い青が低圧で、荷重の発生域です。前輪の前の赤は、タイヤに当たる高圧です。
車体後方のウェイク領域を可視化したCFD画像
図8 総圧(CpT)で見たウェイク領域。車体後方の青緑の塊が車を後ろへ引っ張る低エネルギー域で、これを小さくするほどドラッグが減ります。
ディフューザー表面の流れを示すLICプロット
図9 床下後半のLICプロット(表面のオイルフローを再現した図)。ディフューザーの外側セクションでは流れがきれいに付着し、中央はわずかに張り詰めた流れになっています。

構造:メインとセカンドの2段スロート

フロントスプリッター Ventus 2・3

フロントの荷重を大きく増やすための部品です。平らな板ですが、路面との間で働くグラウンドエフェクトで大きな荷重を生みます。エアダムや取付具まで含めたアセンブリ全体で解析されており、空力効率(揚抗比L/D)は14です。ダウンフォースを作る部品としては効率の良い部類です。

前縁で生まれた渦が外側後方へ流れながら大きな低圧域を作り、これが荷重の源になります。スプリッターの中央部で流れがきれいに付着していることも、CFDで確認されています。

スプリッター下面の渦の筋を示すLICプロット
図10 床下全体のLICプロット(左が車体前方)。スプリッター下面に、前縁から外側後方へ走る渦の筋が見えます。この渦が作る低圧がダウンフォースを生みます。

ダイブプレーン(カナード) Ventus 1〜3

板が空気を受けて荷重を作る部品と思われがちですが、VERUSの設計では、プレーン自体の上下の圧力差による荷重はごく一部です。主な役割は、意図的に作る渦でフェンダー内の空気を引き抜き、ボディに働くリフトを減らすことです。位置と角度で性能が変わるため、専用の位置決めテンプレートが付属します。

ダイブプレーンが作る渦を可視化したCFD画像
図11 ダイブプレーンを通った流れ(流線)。バンパーの脇で生まれた渦が、前後のホイールハウスの空気を巻き込みながら、ボディ側面に沿って後方へ抜けていきます。

取付:位置決めテンプレート付属

UCWリアウイング Ventus 3

VA型用のUCWウイングは、高めのダウンフォースを狙って開発された仕様です。翼型はCFDで最適化したあと風洞で仕上げ、最後にサーキットでの実走で確認しています。働きのほとんどは下面が担います。下面のCpは−1を下回る強い低圧で車体後部を路面へ引き付け、上面のCpは最大でも0.6程度です。下面は上面よりはるかに強く働いています。

この圧力差は、下面側の流速が上面より速いことで生まれます。ウイングは同時に、車体後方で下向きに巻き込もうとする流れを、真後ろへ向け直す役割も持っています。

ウイング断面まわりの流速分布を示すCFD画像
図12 車体中心断面の流速(側面から)。ウイング下面に沿う黄色の速い流れが低圧を作っています。車体下側の紫は低速域です。

サイドスプリッター Ventus 2・3

車体の上面側の空気が、側面から床下へ回り込むのを抑える部品です。効果はダウンフォース+7ポイントで、ドラッグは増えません。ヨー角が付いた状態(コーナリング中)では、さらに効きが良くなります。荷重は車体中央に加わるため、前後の空力バランスを崩しません。

床下を斜め後方から見た圧力分布のCFD画像
図13 斜め後方から見た床下の圧力分布(Cp)。サイドシルの下端に沿って、上面側の高圧と床下の低圧が仕切られています。

効果:ダウンフォース+7ポイント/ドラッグ増ゼロ(ヨー角が付くとさらに向上)

CFD画像の読み方

このページやメーカー資料に出てくる解析画像は、色の意味を知っておくと読みやすくなります。主な表示方法は次のとおりです。

ストリームライン(流線) 空気の通り道を線で表したもの。色は流速で、赤系が速く、青系が遅い流れです。図1・図11のように、部品が流れをどこへ導いているかを見るのに使います。
Cp(圧力係数) 大気圧を0とした相対的な圧力です。0より下が低圧(吸われる側)、上が高圧(押される側)。単位のない数なので、速度が変わっても比べられます(図7・図13)。
CpX(前後方向の圧力分布) ドラッグがどこで発生しているかを示します。赤が抵抗を生む場所、青が車を前へ押す側の場所です。
CpZ(上下方向の圧力分布) 車体のどこでダウンフォースやリフトが生まれているかを示します。青がダウンフォース、赤がリフトの発生域です。
CpT(総圧)/LIC CpTは気流に残っているエネルギーの量で、ウェイク領域を示すのに使います(図8)。LICは表面のオイルフローを再現したもので、流れの付着や剥離を見るのに向いています(図9・図10)。
ポイント 空力係数の増減を表す単位で、1ポイントは係数0.001です。「ダウンフォース7ポイント追加」は揚力係数が0.007改善したという意味です。

開発の裏付け

直進だけを前提にしない車両全体のCFD

解析には有限体積法CFDのOpenFOAM V6(SIMPLE法、K-Omega SST乱流モデル)を使っています。境界条件は自動車空力で標準的な設定で、車両全体をまとめて解析しています。実際の走行ではほぼ起こらない完全な直進状態ではなく、0.5°のヨー角を付けた条件を基本にしています。

風洞と実走で確認してから製品化

パッケージの開発は、CFDに加えて風洞実験、プロドライバーによるサーキットでの実走テスト、過去の車種開発で実証された設計手法を組み合わせて行われています。ラップタイムを縮めることを目的に、効果のあるエアロパーツだけで構成されています。

純正並みのフィットと保証

各部品は純正と同等のフィットを目標に設計されており、エンジンには手を入れないため、車両の純正保証はそのまま残ります。単品でも導入できますが、前後バランスの点からはパッケージでの導入が最も効果的です。

よくあるご質問

Q. WRX/STI(VA)の場合、どのパッケージから始めればいいですか?
街乗り中心ならVentus 1、街乗りと走行会を1台でこなすならVentus 2、競技やタイムアタック志向ならVentus 3が目安です。走行ステージと現在の仕様をお知らせいただければ、データをもとに構成をご提案します。
Q. エアロを付けると空気抵抗は増えませんか?
メーカーのCFDデータでは、Ventus 1とVentus 2はダウンフォースを足しながら、ドラッグが純正より減っています。UCWウイングを加えるVentus 3ではドラッグが増えますが、増える量は得られるダウンフォースのひと桁下です。
Q. 各部品は単品でも装着できますか?
単品でも装着できますが、前後の空力バランスを崩さずに効果を得るには、パッケージ単位での導入が最良とメーカーは案内しています。単品から段階的に揃えたい場合もご相談ください。
Q. 日本ではどこで購入できますか?
VERUS Engineeringの日本正規取扱店であるRK-ONLINE(アークトレーディング株式会社)で購入できます。WRX/STI(VA)用の対応パーツは車種別コレクションに掲載しています。
Q. 掲載している空力データは、どんな条件で取られたものですか?
VERUS Engineering発行の技術資料(Subaru VA WRX / STI Platform、2020年2月4日版)に載っているCFD解析の結果で、0.5°のヨー角を基本条件としています。実車での効果は、車両の状態、速度域、環境によって変わります。

構成のご相談

走り方(街乗り中心、走行会、タイムアタック)と現在の仕様をお知らせいただければ、上のデータをもとに構成をご提案します。単品から段階的に導入するご相談もお受けしています。


適合:スバル WRX/WRX STI(VA型)。図版と数値はVERUS Engineering発行「Performance of Verus Engineering Ventus Packages — Subaru VA WRX / STI Platform」(2020年2月4日版)によるもので、解説は同資料をもとにRK-ONLINEが構成・翻訳しました。