ホンダF1 特集 | F1エンジンとジェットエンジンの関連性
ホンダが先週末のF1フランスGPに投入した“スペック3”エンジンは、パフォーマンスの向上を図るためにICEとターボのアップデートされた。
ホンダのF1開発研究部門でありHRD Sakuraの人員は、過去2年間にわたって同社の航空エンジン研究開発部門との関係を強化。昨シーズン後半に導入された2018年のスペック3のMGU-Hでは信頼性面で大幅な進歩を果たした。
HRD Sakuraでパワーユニットの研究開発を統括する浅木泰昭は、航空エンジン研究開発部門とのタービンのコラボレーションが有益だと語っている。
ホンダF1のテクニカルディレクターを務める田辺豊治は「ジェットエンジン自体はまったく異なります」と Autosport にコメント。
「ですが、ターボチャジャーとMGU-Hはジェットのタービンのようなものです。高速回転を使用しており、タービンには空力設計が必要です。そこには非常に共通した技術があると思います」
Autosport によると、コンポーネント内のブレードのデザイン変更は、ホンダのの小型ビジネスジェット“ホンダジェット（HondaJet）”に採用されるジェット機エンジイン『HF120』からインスピレーションを得たとしている。
ホンダF1のマネージングディレクターを務める山本雅史は「F1のために仕事をしていると、当然ながら、この世界にだけ焦点を行ってしまいます」とコメント。
「他の分野、他の人々のアドバイスによって、我々は異なる見解を得ることができます。今回、それはタービンの空力エリアでした。新しい見解は我々に改善の本質を与えてくれました」
ホンダは1986年に小型航空機と航空機用エンジンの研究を開始。2015年に“ホンダジェット”の量産体制に入っている。
航空機用のエンジンには過酷な環境に耐えうる信頼性が求められる。ホンダの航空エンジン研究開発部門は、小型軽量、低燃費、低エミッションのエンジンの開発に注力してきた。
ホンダジェットに採用されるエンジン『HF120』は
・先進空力設計技術を盛り込んだ一体型ファンローターと、カーボンコンポジット製の軽量ガイドベーン
・高い圧縮比と操作性を両立する耐熱チタン製の遠心圧縮機ローター
・コンパクトなリバースフロー方式の燃焼器とシンプルなエアブラスト式1ステージ燃料噴射ノズル
・最先端高温材料を使用した高圧・低圧タービンと空力性能を向上させたカウンターローテーティング2軸システム
といった技術的特徴を兼ね備えている。
F1のV6ターボハイブリッドエンジンは1分あたり125000回転まで回転するターボチャージャーとMGU-Hを特徴としている。
以前、ホンダは両方のコンポーネントを確実な強度で動作させることに苦労していた。信頼性のリスクだけでなく、この欠陥はエンジン全体のパフォーマンスを犠牲に死、エネルギー回生の妨げとなっていた。
ターボの基本的な要件は、燃焼室入る前に空気を圧縮することにいよってエンジンの燃焼プロセスをより効率化することにある。これにより、押し出される酸素量を増やし、より多くの燃料が完全燃焼する。
それはエンジン自体のパフォーマンスと重要な相互作用となるが、ターボはMGU-Hとも重要な双方向の関係を持っている。
MGU-Hは排気ガスからの熱を電気エネルギーに変換。そのパワーはMGU-Hに供給されるが貯属することもできる。MGU-Kとは異なり、MGU-Hは1周あたりのエネルギー回生量に制限はない。そのことからエンジンのエネルギー回生システムのパフォーマンスの基本となっており、総出力の20％を示している。
またMGU-Hはターボのスピードをコントロールするという別の機能もある。MGU-Hによってスロットを踏んですぐにターボを回転させることができる。そうすることでより素早い空気圧縮とターボエンジンのラグを解消することを可能にしている。
これはエンジンのドライバビリティにとって重要な要素となる。
レッドブルとホンダは、メルセデスとフェラーリに挑戦して勝利とタイトルを獲得するためにはさらなる改善が必要だと認めている。
ホンダは、21戦の8戦目でスペック3エンジンを投入しており、グリッドペナルティを受ける犠牲を払って今年さらに開発を進めていく可能性がある。
田辺豊治は、従来よりも早い新スペックエンジンの投入は“計画通り”だったが、ジェットエンジンの研究開発チームとのコラボレーションにおける“長期的”な特性の影響もあると語る。
「それには長い時間がかかります。『来月まで準備が整います』と言うのは難しいです」と田辺豊治はコメント。
「我々はホンダ側として準備ができていると決定し、チームと話し合い、フランスで適用するのがベストがタイミングだと決定しました」
ホンダは、ダイナモテストでわずかなパフォーマンス増加を記録しているものの、新しいエンジンが劇的なパフォーマンスステップを引き起こすことはないだろうと語っている。
だが、F1フランスGPで導入されたスペック3は、満足のいく信頼性とキャリブレーションを達成しており、今後のアップグレードでさらにパワーを上げていくためのプラットフォームになる。
「高効率ターボチャージャーがあれば、ICE側だけでなく、MGU-H側でもその利益を共有できます」と田辺豊治は語る。
「このスペック3の開発では特に高効率ターボチャージャーが挙げられます」
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