
ドラフティング、またはスリップストリームとは、2つの移動物体が密集して並び、先行する物体のスリップストリームを利用することで、空気抵抗全体を低減する空力技術である。特にモータースポーツやサイクリングのように高速走行が伴う場合、ドラフティングは集団の平均エネルギー消費量を大幅に削減し、先行車両のエネルギー消費量もわずかに削減することができる。
ドラフティングは風の抵抗を減らすために行われ、自転車レース、オートバイレース、自動車レース、スピードスケートで最もよく見られますが、クロスカントリースキー、ダウンヒルスケートボード、ランニングでも時折ドラフティングが行われます。トライアスロンの一部の形式ではドラフティングが許可されています。ドラフティングは水泳でも行われ、オープンウォーターレース(自然の水域で行われる)と競技用プールでの伝統的なレースの両方で行われます。競技用プールでは、スイマーは自分より後ろのスイマーと自分を隔てるレーンラインに沿って泳ぐことで、他のスイマーの航跡にある液体の流れを利用することができます。ドラフティングは競技用ロングボードでも行われます。
サラブレッドの競走馬は、特に長距離レースにおいて、互いにドラフティングを行うと考えられているが、まだ決定的な証拠は得られていない。 [ 1 ]

自転車競技では、ある自転車乗りが別の自転車乗りの後ろを走っているときはいつでも、特に高速走行時にはエネルギーが節約される。
ロードレースでは、レース中に密集して走るサイクリストの集団(最大規模の集団)をペロトンと呼び、サイクリストは長い隊列を組んで走行し、先頭の選手を除く全員が前の選手の後ろについてドラフティング(風よけ)を行います。
サイクリストが速く走るときは、集団走行(パシフィックライン)を形成します。先頭を除く各サイクリストは、他のサイクリストの後ろについてドラフティングを行います。非常に速く走るために、熟練したサイクリスト数名で「ベルギー式ターニケット」と呼ばれる集団走行を行うこともあります。この集団走行では、各サイクリストが順番に先頭を走ります。ドラフティングは協力的な場合もあれば、競争的または戦術的な場合もあります。例えば、あるサイクリストが別のサイクリストのすぐ後ろにつくことで、後続のサイクリストがゴールラインへのアタックのためにエネルギーを温存できるようにする、といった具合です。
他のランナーの後ろについて走ることで、向かい風を受けた際にエネルギーを節約できる。ただし、一般的に、速度が遅いため、その効果はサイクリングほど顕著ではない。
ナイキは、ニューハンプシャー大学の空気力学専門家ロビー・ケッチェルと協力し、同社がスポンサーを務めるプロジェクト「Breaking2」で、プロ選手の空気抵抗を最小限に抑えるペースメーカーの配置を実験し、選定した。ナイキと提携関係にある、あるいは提携関係にない様々な専門家にインタビューしたWired誌のレポートによると、彼らは皆、Breaking2の後、ランニングにおいてより協調的なペース配分が行われると予想しており、引用された専門家のうち2人は、「協調的なドラフティング」や、サイクリングの集団走行のような行動を促すレースによって、ランニングタイムが向上する可能性があると予測している。[ 2 ]
フォーミュラ1やインディカー・シリーズなどのシングルシーター・オープンホイール・レースシリーズ、そして程度は低いもののスポーツカーレースでは、スリップストリームと呼ばれるテクニックが用いられます。長い直線では、先行車に接近して走行する車が、先行車が作り出すスリップストリームを利用して車間距離を縮め、次のコーナーへのブレーキング時に先行車を追い越したり、直線速度で優位に立てば直線で追い越したりします。しかし、高速コーナーでは、先行車から発生する「乱流」によって後続車のバランスが崩れ、後続車の空力装置によるグリップ力が低下するため、車同士が接近して走行するのは非常に困難です。

NASCARやARCAが使用する高速スピードウェイやスーパースピードウェイでは、2台以上の車両が前後一列に並んで走行すると、1台の車が単独で走行するよりも速く走ることができます。先頭車の後方に発生する低圧の乱流は、後続車の前部にかかる空気抵抗を軽減し、2台目の車がより接近できるようにします。2台目の車が先頭車に近づくと、高圧の空気を前方に押し出すため、先頭車のスポイラーに当たる高速の空気が少なくなります。その結果、両方の車の空気抵抗が減り、より速く走ることができます。[ 3 ]
コーナーでのハンドリングは、ドラフトによって生じるバランスの変化によって影響を受ける。先行車はフロントダウンフォースは通常通りだが、リアダウンフォースは少なくなる。後続車はフロントダウンフォースは少なくなるが、リアダウンフォースは通常通りになる。前後両方にドラフティングパートナーがいる車は、両端のダウンフォースが減少する。[ 3 ]
サイクリングの「ベルギー式止血帯」に似た「スリングショットパス」は、ドラフティングに関連する最も劇的で広く知られている操縦法です。後続車(おそらくドラフティングカーの列に押されている)は、先頭車の後流を利用して直線路の終わりで最大の勢いで上昇し、コーナーに高い位置から進入し、先頭車の後流を横切って下降します。下り坂を走ることと空気抵抗が最も低いゾーンを横切ることの組み合わせにより、後続車は余分なスピードを維持し、先頭車の内側から追い抜くことができます。[ 3 ]
ドラフティングは、 1960年のデイトナ500でストックカーレーサーによって発見されました。ジュニア・ジョンソンは、自分のシボレーが他の車についていけないという事実を克服するのに役立つ戦略としてドラフティングを使用できることに気づき、レースに勝つことができました。[ 4 ]ジョンソンと同様に、他のドライバーも他の車にぴったりとついて走るとスピードが上がることに気づき、実験するうちに、車列は単独の車が走るよりも高い速度を維持したり、燃料消費量を減らしたり(結果としてピットストップの回数を減らす)ことができることがわかりました。[ 3 ]
近年、ストックカーの「中間」オーバルトラック(1.33~2 マイル)やリストリクタープレートを必要としないスーパースピードウェイ(インディアナポリス・モーター・スピードウェイなど)での性能において空力特性がますます重要になってきているため、他の車のすぐ後ろを走行する際の乱流、つまり「汚れた」空気の影響は、オープンホイールレースで上述した状況(NASCAR界隈ではエアロプッシュと呼ばれる状況)に非常によく似てきており、追い越しの減少の主な理由としてよく挙げられる。[ 5 ]
ドラフティングは、NASCARのリストリクタープレートトラック、タラデガ・スーパースピードウェイ、デイトナ・インターナショナル・スピードウェイ、アトランタ・モーター・スピードウェイで最も重要です。これらのトラックでは、プレートによって大きな車体を空気中へ押し出すのに利用できるパワーが大幅に減少します。レースカーはこれらのスーパースピードウェイで最高速度に達するため、空気抵抗が最大となり、ドラフティングの効果も最大になります。リストリクタープレートは当初安全装置として使用されていましたが、その効果によりドラフティングの性質が変わりました。車両はもはや、ドラフトから抜け出した後、ドラフティング速度を維持するのに十分な馬力やスロットルレスポンスを持っていません。引き出して前に出ることはできますが、追い越される車を追い越すためのレスポンスがありません。これにより、スリングショット操作は無効になります。その結果、追い越しは多くの場合、2人以上のドライバーの協力によって行われるか、追い越される車の側面から空気を吸い込むことによって行われます。これはサイドドラフティングと呼ばれるテクニックです。[ 6 ]
バンプドラフティングは、タラデガとデイトナで使用される戦術です。このテクニックは、1980年代後半にSCCAスポーツトラックシリーズでアーチャー兄弟によって最初に普及しました。 [ 7 ]通常のドラフティングとして始まりますが、後続車が先頭車の後ろに並び、先頭車の後部にぶつかることで先頭車を前に押し出し、勢いを維持します。
乱暴に行われたり、間違った位置(例えば、コーナーの進入路付近)で行われたりすると、この戦術は先頭車のハンドリングを不安定にし、時にはクラッシュを引き起こす可能性があります。このようにこの戦術を使用することは、スラムドラフティングとして知られています。危険性があるため、NASCARは車のバンパーの補強を制限し、コーナーでのバンプドラフティングを禁止し、この行為が蔓延しているスピードウェイの特定の部分に「バンプ禁止区域」を導入し、バンプドラフティングが乱暴すぎるドライバーにペナルティを課してきました。2010年のNASCARシーズンでは、ドライバーにより多くの自由が与えられ、コーナーを含むあらゆる場所でバンプドラフティングが許可されました。
カイル・ブッシュは、現在「ツーカー・ドラフティング」や「タンデム・ドラフティング」と呼ばれる、別のタイプのバンプ・ドラフティングの功労者です。 [ 8 ] 2007年のタラデガでのテストセッションで、彼はライアン・ニューマンに後ろから押すように頼み、ニューマンの助けで2秒も速くなったことに驚きました。2011年に新しく舗装されたデイトナ・インターナショナル・スピードウェイで、ブッシュはコーナーが滑らかで、トラックの全長にわたって2台の車によるドラフトが可能であることに最初に気づきました。トラックでのテストセッション中、ブッシュが兄カートのペンスキー・レーシングのチームメイトであるブラッド・ケセロウスキーに押されたとき、彼らは単独の車よりも時速15マイル速く走りました。他のドライバーもすぐにブッシュの戦略に気づき、2台の車によるドラフトは2011年のデイトナ500とバドワイザー・シュートアウトを席巻しました。[ 9 ]この戦略はタラデガでも非常に目立っていました。 2011年には、アーロンズ499の全区間で2台の車によるタンデムドラフティングが採用され、多くのドライバーがチームメイトをドラフティングした(例えば、ジミー・ジョンソンとデイル・アーンハート・ジュニア、ジェフ・ゴードンとマーク・マーティンが一緒にドラフティングした)。2012年シーズンには、パックレースに戻るために、スプリントカップシリーズの車がタンデムドラフティングが不可能になるように改造された。2014年には、NASCARがネイションワイドシリーズとキャンピングワールドトラックシリーズでバンプドラフティングを禁止した。NASCARがリストリクタープレートを取り外し、テーパースペーサーに交換したことでタンデムドラフティングが復活し、現代の第6世代車のフラットノーズとバンパーにより、ドライバーは2010年代初頭のように簡単にタンデムしてスピードを上げることができた。2020年のデイトナ500でのライアン・ニューマンの恐ろしいクラッシュの後、NASCARは馬力の少ないスーパースピードウェイでのドラフティングを変更する努力をしました。タンデムドラフティングをなくし、接近速度を低下させるためにエアロダクトを取り外し、レースカーへの空気量を減らすためにスロットルボディを小さくしました。[ 8 ]
燃料を節約するために、特に大型車に追従して他の車の後ろを走るドライバーもいる。例えば、このテクニックを使うハイパーマイラーは、75 mpg以上(特定のハイブリッド車の効率が10%向上)を達成できる。 [ 10 ]一部の情報源によると、最も一般的な追従走行は、高速道路の速度でもガソリンを節約できない。なぜなら、加速とブレーキが非常に頻繁に行われるため、空気抵抗による節約効果はブレーキによって失われてしまうからである。[ 11 ]
テレビ番組「MythBusters」では、18輪トラックの後ろを走るドラフティングがテストされ、トラックの後ろ100フィート(30メートル)を走ると、全体の燃費が11%向上することが示されました。[ 12 ]トラックの後ろ10フィート(3.0メートル)を走ると、効率が39%向上しました。さらに、同じエピソードで「MythBusters」は、トラックのタイヤ(またはその再生タイヤ)のいずれかが剥離すると、後続車にとって非常に危険であることを実証しました。飛び散ったゴムの塊は、近すぎる後続車のドライバーに深刻な危害、場合によっては死をもたらすほど大きくなる可能性があります。[ 13 ]
ドラフティングを行うドライバーは、前方の車両が急停止した場合、人間が反応する時間がほとんどないという危険にも直面する。電子機器はより迅速かつ確実に反応できるため、 安全性を高めつつメリットも得られる手段として、プラトーニングが研究されている。
ドラフティングの解析には、コンピュータシミュレーション(計算流体力学、CFD)がますます活用されるようになっている。ドラフティング時の自動車の空力特性を理解することは重要であり、例えば、後続車が前続車に近づきすぎると、ラジエーターへの空気供給が減少し、エンジンの過熱につながる可能性がある。モータースポーツにおける空力解析のほとんどは、風洞試験を用いて行われる。しかし、ドラフティングの場合は、非常に大きな風洞が必要となるため、この方法は困難となる。レースチームは、仮想風洞の一種であるCFDを用いて、ドラフティング時の車両性能を把握している。
動物が自動車レースやサイクリングを彷彿とさせる真のドラフティング行動をとることが観察されている。例えば、カリブ海のイセエビは密集した一列隊形「ロブスタートレイン」で移動することが知られている。[ 14 ] [ 15 ]
ボルテックスサーフィンは、長距離飛行での燃料節約のために現在米空軍が調査している関連現象です。これは、先行機の翼端渦の上側部分で航空機を飛行するというアイデアです。 [ 16 ] 2003年、NASAは、F/A-18試験機の1機がDC -8の翼端渦の中を飛行することで29%の燃料節約を達成したと発表しました。DC-8/F-18飛行は、戦闘機タイプの航空機における大型航空機の渦による性能向上効果の探索的調査でした。航空機は高度25,000フィートで、機首から尾部まで約200フィートの間隔で飛行しました。NASAは当時、F/A-18が渦の影響を調査するためにゆっくりと横方向に移動したと述べています。[ 17 ] [ 18 ]空軍は2012年にC-17でオートパイロットを使用してボルテックスサーフィンをテストし、10%の燃料節約を示した。[ 16 ] 2013年のテストではさらに大きな燃料節約が得られた。[ 19 ]

ドラフティングのような協調的な流体力学技術は自然界にも見られます。ガチョウや他の鳥の群れはV字編隊で飛行しますが、これは先頭の鳥が生み出す翼端渦が上昇流循環を作り出すためです。後方の鳥はこれらの上昇流渦から揚力を受け取ります。そのため、群れの他の鳥は揚力を得るためにそれほど努力する必要がありません。研究によると、V字編隊の鳥は、単純な空力理論で予測される最適な距離にほぼ位置していることがわかっています。[ 20 ]
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