F1技術解説：2023年のフロア変更への対応はレッドブルがすでに先行？
メルセデスF1チームは、F1マシンの過度なバウンシングによるドライバーの安全への懸念について不満を述べ、FIA（国際自動車連盟）が介入した。
その結果、FIAは、パフォーマンス向上のために低い車高への依存を減らすことを目的として、アンダーフロア構成の変更にゴーサインを出した。フロアエッジが15mm 高くなったことに加えて、より厳しいフロアの柔軟性テストが導入され、ディフューザーのスロートも高くなる。
だが、この変更が、メルセデスF1チームと比較して、実際にレッドブルとフェラーリ、その他のチームに不利に働くことは保証できない。
空力ポーパシングは、FIA が解決しようとしている問題の1つだ。これは、フロア下またはディフューザーの小さな領域で気流分離の問題が発生した場合に発生する。
これには多くの要因が絡んでいる可能性があるが、通常、グラウンドエフェクトカーが地面に近づくほど、生成されるダウンフォースが大きくなり、ポーパシングのリスクが大きくなりる。これは、グラウンドエフェクトカーの前回のサイクルで発生していた問題であり、次のサイクルでも引き続き発生した。
これに対する答えは、多くのチームがすでに達成している問題を認識し、車の設計でそれらを修正することだ。それらを修正することで、ダウンフォースが少し失われるが、単純に車を持ち上げた場合ほどではない。
リアの車高を上げると、コーナー速度域全体でダウンフォースがかかりる。しかし、問題を最小限に抑えるように車を開発すれば、低速および中速で高いダウンフォース レベルを維持することができ、高速でポーパシングに苦しむことはない。
メルセデスは今年、最も苦しんだ車であり、3つの主な問題を抱えていた。
1） 非常に低い車高での走行時を除いて、サイドポッドとアンダーフロアのコンセプトからダウンフォースを生成できなかった。
2） 車を低く走らせるには、車を非常に硬く走らせる必要があった。
3) 路面の凹凸のほとんどがタイヤに吸収されたおかげで、マシンのサスペンションの移動量は比較的少なかった。 これは、ダンピング制御がないことを意味し、車が制御不能に地面に衝突することにつながった。
フェラーリは、今でも制御可能な空力ポーパシングが発生している。これは、コース上ではっきりとわかりるが、比較的頻度は低い。
レッドブルは、この問題にまったく悩まされていないようですが、アンダーフロアとディフューザーの表面の詳細と、それらすべてがビームウィングアセンブリとどのように相互作用するかを見ると理解できる。
だが、メルセデスは、フェラーリやレッドブルと同様のアプローチを採用して、この問題から抜け出す方法を実際に設計しようとしてこなかった。フロアエッジのデザインを見ると、メルセデスのものは非常に原始的だ。
FIAが2023年のF1フロアルールの変更を最終決定した今、F1チームは来年の車で何に取り組めばいいかを正確に把握している。
承認された4つの提案のうち、最初のアイデアから変更された提案が常に重要だった。当初の提案ではフロアエッジの高さは25mm引き上げられる予定だったが、妥協点に達し、15mmに縮小された。
これは賢明な妥協だが、F1チームが車をさらに低く走らせようとする誘惑に駆られないように注意する必要がある。
ダウンフォースを生成する車の下の低圧は、フロアエッジをより効果的に密閉できるほど増加する。そして、この変更により、フロアシーリング技術は渦発生を使用して最良の結果を達成する方向に移行する。
レッドブル・レーシングのテクニカル ループのように頭が良ければ、満面の笑みを浮かべていただろう。往年のハイレーキカーを走らせたとき、彼らはこの技術のマスターだった。規則は大きく異なりますが、原理は同じだ。これらの渦を生成するメカニズムを作成する必要があるだけだ。
重要な領域は、車の後部のフロアエッジだ。これは、図では赤で強調表示されている。
しかし、フェラーリとレッドブルはすでにこのエリアのフロアを上げており、黄色の矢印で示されているように、リアタイヤの接地パッチの周りに強制されている高速の気流に接続する前面に吸気口を持つトンネルを作成している。 これは、フロアを低く保つことで高いダウンフォースレベルを生成しながら、コントロールと一貫性を向上させる。
空力負荷の一部を放棄することになるが、メルセデスが示したように、運転可能にすることを除外して高いダウンフォース値を追求すると、あらゆる種類の問題が発生する可能性がある。
それが、フェラーリとレッドブルが彼らのやり方を行った理由だ。これらの隆起したセクションは調光スイッチのように機能し、アンダーフロアが高速/低車高で酷使されてポーパシングが発生するのを防ぎ、さらに、車が地面に衝突しないように十分な動きを生成する。
つまり、ダウンフォースを問題なく生成できる妥協点を作成することが重要となるが、2023年は15mmのフロアエッジの高さがすべての人に強制される。
この新しいレギュレーションは、フェラーリとレッドブルの黄色で強調された小さなトンネルとは少し異なる。これは、メルセデスのように完全なフラットエリアが15mm高くなることを意味する。これは、屈曲のおかげで地面に最も近づくため、最も敏感な領域だ。
しかし、それはまだ最低点でわずか15mm高いだけであり、より厳しいフロアの柔軟性テストも導入されているにもかかわらず、来年も問題になる可能性がある。
ルールがこれをどのように課すかを正確に解釈することは困難だが、フロアの後方は影響を与える場所だ。ここでポーパシングの振動が始まるので、フロアエッジを確実に持ち上げることで、これが引き起こされる可能性は減る。
ポーパシングはバウシングとは異なる。バウンシングとは、スプリングが非常に硬く、車高が低いために地面に衝突することだ。これはパフォーマンスに影響を与えるが、実際には誰にとっても同じだ。2022 年に最適なソリューションを見つけたチームは、2023年にも同じことを行える。。
FIAにとって最も重要なことは、さまざまなシャシーの範囲にわたって振動の周波数を監視し、それがドライバーの潜在的な長期的な健康問題であるかどうかを判断することだ。これは、来年に計画されている改良されたセンサーが行う。
1～2つのチームが長期的な問題を引き起こす可能性のある状態で車を走らせている場合、FIAは、ドライバーにあらゆる点で安全な車を提供する責任があることを指摘する必要がある. これが、今月後半にスパで導入される垂直振動測定基準だ。
F1チームは、サスペンションの設計にさらに注力する必要がある。
レッドブルは、メカニカルサスペンションジオメトリ内のアンチダイブおよびアンチリフト特性をこれまでにないレベルまで向上させることが問題を引き起こすことなく可能であることを示した。これにより、車は垂直方向にソフトに走行できるが、ブレーキング時に安定したプラットフォームを維持できる。
F1チームは、変更が遅すぎて2023年のデザインに組み込むことができないと激しく不満を言うだろう。しかし、それはフロアエッジを25mmを高くするという7月の最初に提案に同意したチームの責任だ。
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