カテゴリー: F1マシン

F1は、2021年の新F1レギュレーションでF1マシンに“グラウンド・エフェクト”を取り入れた空力コンセプトを採用するとしている。

グラウンド・エフェクトとは、車体下面と地面の間を流れる空気流を利用してダウンフォースを生成することを指し、航空工学用語の『グラウンド・エフェクト（地面効果）』に由来する。

現在のF1マシンは、車体表面でダウンンフォースを生成しているが、その結果、乱気流が発生して後続マシンが近づけないという問題が発生している。

グラウンド・エフェクト・カーは、航空機の主翼による揚力発生原理を逆向きに応用したもので、連続の方程式（断面積が狭ければ流体の速度は上がる）とベルヌーイの定理（流体の速度が上がれば圧力は下がる）を利用している。そのため、空力付加物を車体表面に追加することなくダウンフォースを発生するため、後続マシンへの乱気流の発生を抑えることが可能となる。

かつてF1ではロータス・78など、グラウンド・エフェクトカーが存在していたが、車体のピッチングによってダウンフォースが突如失われる危険性をはらんでおり、1982年にはジル・ヴィルヌーヴの事故死などを受けて、1983年から「フロントタイヤの後端からリアタイヤの前端までの車体底面は平面でなければならない」とするフラットボトム規定が施行され、事実上グラウンド・エフェクト・カーは禁止となった。

2021年のF1レギュレーションではグラウンド・エフェクトがアレンジされ、2つのディフューザーを跳ね上げたベンチュリー構造が巨大なダウンフォースを生み出す仕様となる。

FIAのシングルシーター責任者を務めるニコラス・トンバジスは2021年F1マシンについて「我々は、レースでマシンがお互いに接近するエキサイティングなバトルを望んでいる。また、タイヤのパフォーマンスが短期間で劣化することなく、お互いにバトルができるようにしたい」とコメント。

「多くの小型パーツが取り除かれ、現在のマシンよりもシンプルになる。特にサイドポッドの前部とフロントウイングはシンプルになる。そして、マシン下部のディフューザーはベンチュリー構造となる。サイドポッドの下が前から後ろにかけてトンネルのように構造になる」

「2つの強力な空気の渦がリヤウイングが発生する乱流を吸い込む。その結果、後続マシンが受ける気流はかなりクリーンなものになる。それにより、後方のマシンが失うダウンフォースが大きく減少する」

「2021年マシンでは2台の車間距離で後続マシンのダウンフォースが（2017年の）約50％から約5～10％まで減少される。我々は後続マシンのダウンフォースの削減を大幅に削減する」

F1マシンは、2021年からグラウンドエフェクト型に移行することが検討されているが、インディカーのようなボディワークの陳腐化に繋がる可能性があるという懸念がある。

F1は2021年に大幅なレギュレーション変更を予定しており、レースの質を改善させるためにマシン同士が追従しやすいような空力パッケージへの変更を試みている。

全体的なパフォーマンスを低下させることなく、現在問題となっている“ダーティエア”の影響を削減するひとつの方法として、ボディワーク表面でチームがやれることを制限し、マシンの下側でのダウンフォースを増加させることが検討されている。

レーシングポイントのテクニカルディレクターを務めるアンディ・グリーンは、2021年のテクニカルレギュレーションについてはまだ議論が続いており、インディカーのような“他のフォーミュラのテクノロジー”を取り入れることが検討されていると語る。

「よりグラウンドエフェクトカーの方向に進んでいくし、それは確実に北米のシリーズからもたらされることになるだろう」とアンディ・グリーンはコメント。

「クルマ同士の距離を縮めようとするのであれば、それは正しいことだと思うし、完全に理にかなっている」

「だが、同時に我々はF1を最高峰に保つ必要がある。F1は本当に技術的な驚きである必要がある」

「それこそが我々のスポーツが必要としていることだと思う。ただクルマが近づけるだけでなく、もう少し驚くような要素であることが重要だ。我々はそれを見失わないようにする必要がある」

レッドブルののチーフエンジニアを務めるポール・モナハンは「インディカーがダウンフォースを生み出している方法は、私たちにとって関心があることだ」と同意する。

「しかし、マシンが接近して走行できるようになったとして、ボディワークを陳腐化されることなく、マシン間の差別化を維持できるかという問題がある」

「オープンマインドを保ち、見て学んだとしても、必ずしも完全な知識を持っているわけではない」

F1グリッド全体の様々なチームが、F1の標準化の程度について少し反対の見方をしているが、大部分はコスト削減のためにいくつかのスペックパーツが必要であることに同意している。

チームは、目には見えない、性能を差別化するものでもない多くの小型コンポーネントを設計および製造している。

しかし、2019年にはすでに簡素化されているフロントウイング、ブレーキダクト、バージボードなど、マシンの目に見える部分でチームが取り組むことができるエリアをさらに制限することは議論の的となっている。

F1タイヤサプライヤーのピレリの責任者であるマリオ・イゾラは、新しい技術ルールは“F1のDNA”を念頭に置く必要があると語る。

「F1をF2などのような標準的なシリーズにできないことは明らかだ」とマリオ・イゾラをコメント。

「考慮しなければならない特化した側面はたくさんあるが、他のモータースポーツを批判的な視点で観察することはポジティブなことでしかない」

2019年のF1世界選手権 第8戦 フランスGPでは、ホンダF1が“スペック3”エンジンを投入。レッドブルとトロロッソの3台がアップデート版のエンジンを走らせた。

ホンダのアップグレードを投入レッドブルの2台とルノーの“スペックB”を搭載したダニエル・リカルドは、内燃エンジン、ターボチャージャー、MGU-Hを交換してグランプリ初日に挑んだ。

トロ・ロッソのダニール・クビアトもホンダの“スペック3”を導入して、6つのコンポーネント全てを交換。これによって年間使用可能数を超過してペナルティを科されたことで、クビアトは2日目に4基目のターボチャージャーとMGU-Hの封も切っている。

モナコGPで新品の内燃エンジン、ターボチャージャー、MGU-Hを導入していたハースF1チームとアルファロメオ・レーシングの4台は新しいバッテリーを投入した。

土曜フリー走行でパワーユニットのトラブルに見舞われたウィリアムズのジョージ・ラッセルは、予選前にバッテリーとコントロールエレクトロニクスを交換し、グリッド降格のペナルティを受けた。

ドライバーは、1シーズンにつき、内燃エンジン、MGU-H、ターボチャジャーを3基まで、MGU-K、コントロールエレクトロニクス、エネルギーストアを2基までペナルティなしで交換できる。

次戦オーストリアGPでは、トロロッソ・ホンダのアレクサンダー・アルボンがホンダの“スペック3”を投入してグリッド降格ペナルティを受けることが決定している。

ICE … 内燃機関（エンジン）
TC … ターボチャージャー
MGU-H … 運動エネルギー回生システム
MGU-K … 熱エネルギー回生システム
ES … エネルギー貯蔵装置（バッテリー）
CE … コントロールエレクトロニクス