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

RK-ONLINE / VERUS ENGINEERING FOR SUBARU WRX / WRX STI (VA)

ヴェルスエンジニアリング VENTUS AERO PACKAGE 1–3

Ventusパッケージは、米Verus EngineeringがVA型WRX/WRX STIのために開発した3段階のエアロキットです。フルカーCFD解析に風洞実験、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積み増す「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)に掲載されたデータと解析画像を、日本のユーザー向けに読み解いていきます。

Ventus 1・2のドラッグ(対純正)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

FIG.01Ventus 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)が可視化されています。

パッケージ構成

VENTUS 1

床下から始める

ストリート中心の方向け。外観の変化を最小限に、床下の整流で安定性を上乗せ。ドラッグはむしろ純正より下がる構成です。

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構成部品

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 — FIG.04Aフロントビュー。バンパー両脇の青いパーツがダイブプレーン。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 — FIG.04B床下ビュー。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)が中心の構成です。

VENTUS 2

前と側面を固める

街乗りと走行会を一台でこなす方向け。スプリッターで前荷重を作り、サイドスプリッターで床下への回り込みを抑えます。それでもドラッグは純正以下です。

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構成部品

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 — FIG.05Aフロントビュー。バンパー下端のスプリッターとダイブプレーンが加わり、前荷重を作る構成になります。

Ventus 2の床下ビュー。装着部品を青色表示 — FIG.05B床下ビュー。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、床下の外周が一続きに繋がりました。

VENTUS 3

タイムを削りにいく

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。

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構成部品

Ventus 2 の全部品
UCWリアウイング

※ウイング翼角は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 — FIG.06Aフロントビュー。スプリッター・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 — FIG.06B床下ビュー。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。

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最大の効果を得るには、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と比べてどれだけダウンフォース(太線)とドラッグ(マーカー付き線)を増減させるかを、対気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ため、曲線は右肩上がりのカーブを描きます。

注目してほしいのはVentus 1(えんじ)とVentus 2(青)のドラッグ線。どちらもゼロより下=純正よりも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す、床下整流ならではの特性です。

Ventus 3(グレー)はUCWウイングの追加で荷重が一気に伸びます。ドラッグは増加に転じますが、得られるダウンフォースに対してひと桁小さい増加に収まっています(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 — FIG.02純正VA WRX比のダウンフォース増分(太線)とドラッグ増分(マーカー付き線)。えんじ=Ventus 1、青=Ventus 2、グレー=Ventus 3(翼角13°)。横軸は対気速度[mph]、縦軸は力[lbs]。1 lbs≒0.45kg、100mph≒161km/h。

ウイング翼角ごとの特性も公開されています — 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・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)の増加は緩やか。前後バランスの微調整に使える実用的なデータです。

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 — FIG.03UCWウイング単体の翼角別特性(0°〜15°)。太線=ダウンフォース、細線=ドラッグ。同じ色が同じ翼角です。

部品ごとの解説

4.1リアディフューザー&サスペンションカバーV1/V2/V3+

Verusの代名詞とも言える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稼ぐと同時に、市販車のドラッグの主因である「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ることで、ダウンフォース(安定性)を増やしながら全体のドラッグを下げます。じつはストリートカーにこそ向いた部品です。

表面だけを見るとディフューザー自体は抵抗(誘導抵抗)を出して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、というのがCFDで確認されたポイントです。

床下の圧力分布を示すCFD画像 — FIG.07床下の圧力分布(Cp)。ディフューザー入口の濃い青が低圧=荷重の発生域。前輪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 — FIG.08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は減ります。

ディフューザー表面の流れを示すLICプロット — FIG.09床下後半のLICプロット(表面の「オイル流」可視化)。ディフューザー外側セクションは流れがきれいに付着し、中央はわずかにストレスの掛かった流れになっています。

構造メイン+セカンドの2段スロート

4.2フロントスプリッターV2/V3+

フロントの荷重を大きく増やすための部品です。平らな板に見えますが、路面との間で働くグラウンドエフェクトにより大きな前荷重を発生します。エアダムや取付具まで含めたassy全体で解析されており、その空力効率(揚抗比L/D)は14。ダウンフォースを作る部品として効率の良い部類です。

前縁で発生し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。スプリッター中央部では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 — FIG.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、この渦が作る低圧がダウンフォースを生みます。

4.3ダイブプレーン(カナード)V1/V2/V3+

「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の設計思想は一歩先にあります。プレーン自体の上面高圧・下面低圧による荷重はごく一部。主な仕事は、意図的に作り出した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。位置と角度が性能を左右するため、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 — FIG.11ダイブプレーンを通過した流れ(ストリームライン)。バンパー脇で生まれた渦が前後のホイールハウスの空気を巻き取りながら、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

4.4UCWリアウイングV3+

VA型用のUCWウイングは、高めのダウンフォース帯を狙って開発された仕様です。翼型はCFDで最適化した後、風洞で熟成させ、最終確認はサーキットでの実走テスト。仕事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。つまり下面は上面よりはるかに強く働いています。

下面側の流速が上面より速いことが、この圧力差の正体です。ウイングは同時に、車体後方で下向きに巻き上がろうとする全体の流れを真後ろへ向け直す役割も果たします。

ウイング断面まわりの流速分布を示すCFD画像 — FIG.12車体中心断面の流速場(側面)。ウイング下面沿いの黄色=高速の流れが低圧を作り、車体下側の紫=低速域との対比が読み取れます。

4.5サイドスプリッターV2/V3+

車体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、ドラッグ増ゼロ。ヨー角が付いた(=コーナリング中の)状態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 — FIG.13斜め後方から見た床下の圧力分布(Cp)。サイドシル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る様子が読み取れます。

効果ダウンフォース+7ポイント/ドラッグ増ゼロ(ヨー角付きでさらに向上)

CFD画像の読み方

本ページやメーカー資料に登場する解析画像は、色の意味が分かると一気に読めるようになります。主な可視化手法をまとめました。

STREAMLINEストリームライン(流線)

空気の通り道を線で表したもの。色は流速を示し、赤系が速く、青系が遅い流れです。FIG.01・11のように、部品が流れをどこへ導いているかを読むのに使います。

Cp圧力係数

大気圧を0とした相対圧力。0より下が低圧(吸われる側)、上が高圧(押される側)です。無次元数なので速度が変わっても比較できます(FIG.07・13)。

CpX前後方向の圧力分布

ドラッグ(抵抗)がどこで発生しているかの可視化。赤が抵抗を生む場所、青は逆に車を前へ押す(推力側の)場所を表します。

CpZ上下方向の圧力分布

車体表面のどこがダウンフォース/リフトを生んでいるかを示します。青=ダウンフォース発生域、赤=リフト発生域です。

CpT / LIC総圧とオイル流プロット

CpTは気流のエネルギー残量で、ウェイク領域の可視化に使います(FIG.08)。LICは表面の「オイル流」を再現したもので、流れの付着や剥離を読むのに最適です(FIG.09・10)。

POINTSポイント

空力係数の増減を表す単位で、1ポイント=係数0.001。「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」を前提にしないフルカーCFD

解析には有限体積法CFDのOpenFOAM V6(SIMPLE法、K-Omega SST乱流モデル)を使用。境界条件は自動車空力の標準的な構成で、車両全体を丸ごと解析しています。現実の走行でほぼ起こらない完全な直進気流ではなく、0.5°のヨー角を付けた条件を基本としているのが特徴です。

風洞と実走で確認してから製品化

パッケージのR&D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実走テスト、そして過去の車種開発で実証済みの設計手法の組み合わせで行われています。ラップタイム短縮を目的に、機能するエアロパーツだけで構成されています。

純正ライクなフィットと保証

各部品は純正同等のフィット感を狙って設計されており、エンジンに手を入れないため車両の純正保証はそのまま残ります。単品導入も可能ですが、前後バランスの観点からパッケージでの導入が最も効果的です。

どのパッケージにするか迷ったら

走行ステージ(街乗り中心か、走行会か、タイムアタックか)と現在の仕様をお知らせいただければ、上記のデータをもとに構成をご提案します。単品からの段階的な導入のご相談も可能です。

Ventusパッケージ一覧相談・問い合わせ

適合:スバル WRX/WRX STI(VA型)。本ページの図版・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)より。解説は同資料に基づきRK-ONLINEが構成・翻訳したものです。