F1マシン詳細解析 | メルセデス W13の“ゼロポッド”によるウェイク処理
メルセデスF1は、2022年のF1バーレーンテストでW13に“ゼロポッド”と称されるスリムなサイドポッドを備えたアップグレードパッケージを持ち込んだ。

極端なデザインは、ライバルチームと比較して、ほとんど存在しないように見えるサイドポッドを生み出しました。残っているのは、内部の冷却システムの吸気口として長い垂直スリットを備えたシャシーの小さなバンプだけだ。

このデザインの大胆さと構造は、レギュレーションの「精神」に従わないかもしれないといういくつかのつぶやきを引き起こした。しかし、このサイドポッドは、どのような目的を果たし、メルセデスはどのようにしてこのエンジニアリングの偉業を達成したのだろうか?

F1の空力では、フロントタイヤのウェイク(後流)を制御することが常にパフォーマンスの重要な差別化要因だ。フロントタイヤによって乱された空気は、非常に不安定な「汚れた」流れを生み出し、制御されないままでは、車両の後部の空力性能を損なうことになる。

フェラーリ、ハース、アストンマーティンなどによるワイドなサイドポッドの設計は、バージボードが担っていたのと同様の方法でタイヤのウェイクを物理的に「押し出す」ことによって、このフロントタイヤのフェイクを制御することを目的としている。

メルセデスF1 W13

メルセデスF1は、この非常に狭いサイドポッドでフロントタイヤのフェイクを制御するために完全に反対のアプローチを取った。

メルセデスF1のテクニカルディレクターであるマイク・エリオットは「幅の広いサイドポッドで行う方法と、幅の狭いサイドポッドで行う方法があり、我々は明らかにそのルートを採用した」とSky Sportsに述べた。

「当然、それは視覚的に非常に異なるが、我々が空力的にやろうとしていることにおいてはほんのわずかな違いだ」

「我々は、タイヤウェイクがサイドポッドに付着して引き込まれるのを防ぐために狭いサイドポッドレイアウトを使用しているが、他チームはそれを押し出すために、サイドポッドを可能な限り押し出すルートを採用している。同じことをする2つの方法にすぎない」

マイク・エリオットのコメントは、サイドポッドデザインの背後にある空力コンセプトへの洞察を提供する。メルセデスは冷却設計をシャシーにしっかりとパッケージ化することができたため、サイドポッド自体を使用する代わりに、空力デバイスを利用してフロントタイヤのウェイクを制御することができた。

メルセデスF1 W13 ミラー

ミラーが取り付けられている新しいサイドポッドデザインの上の「ターニングベーン」には、上部の衝撃構造が収納されている。この構造は、その表面がダウンウォッシュを作成して下に高圧領域を提供するように角度が付けられている。これを補完するために、サイドポッドも外側にフレアし、別の高圧領域であるアウトウォッシュを作成する。

これらの高圧領域は、フロントタイヤの後ろ、シャシーの「コークスボトル」セクションが始まる場所の前に役立つ。フロントタイヤのウェイクは、この高圧領域によって「押し出され」、事実上、幅の広いサイドポッドと同じことを行う。

メルセデスF1は、新しいサイドポッドの上、新しいエンジンカバーに、冷却システムから熱気を排出するためにより大きな冷却ルーバーを導入した。バーレーンでの最初の数回の走行ではテープで覆われ、冷却ルーバーはバルセロナでの2つから合計5つに増えた。これはおそらくバーレーンのより暑い気候によるものだ。

それにもかかわらず、これらの出口は、車の後部に向かってディフューザーの上に導かれる低速の空気の流れを提供し、ダウンフォースの生成を増加させる高圧領域を作成するのに役立つ。

メルセデスF1 W13 サイドポッド

サイドポッドがはるかに狭いため、メルセデスF1はフロアデザインもアップデートした。特に、サイドポッドの上流では、レッドブル・レーシングと同じように外側のターニングベーンが大幅に大きくなっている(1)。これは、昔ながらのバージボードのように機能し、タイヤのウェイクの下部をフロア下とサイドポッド領域の入口から押し出すのに役立つ。

フロントウィングのデザインも更新され、下流の空気の流れが変わった。フロントウィングの最上部の要素は小さく、エンドプレートはねじれており、タイヤの周りに空気を押し込み、背の高い720mmタイヤからのウェイクを最小限に抑える。

パドックの多くの人々の心の問題は、新しいサイドポッドのデザインの合法性だ。焦点は、2022年のF1技術規則のセクション3.7.1にある。このセクションでは、「サイドポッド」として宣言されたボディワークが準拠する必要があるものを定義している。

このセクションでは、サイドポッドが「X平面またはY平面と交差するときに、その外面に2つ以下の曲線を形成する必要があり、それぞれが接線連続で開いている必要がある」と指定してる。

また、「X平面では、車の側面から見たときに見える曲線は、200mm未満の凹状の曲率半径を含んではならない」「どのY平面でも、車の正面から見たときに2つの曲線が見える場合は常に、どちらの曲線も200mm未満の凹状の曲率半径を持つことはできない」と記述されている。

メルセデスF1のサイドポッドは、デザインのすべての曲率は指定された半径を満たしているように見えるため、規制に準拠しているようだ。

メルセデスF1 W13 フロントウイング

合法性を定義するのがより難しい部分は、側面衝撃構造のシュラウディング(覆い)だ。FIAは、側面衝撃構造に関する技術規制について、主に安全性とシャシーへの構造の適切な取り付けを中心としており、サイドポッド内に含まれると想定しているため、側面衝撃構造の周囲のシュラウドの形状を制約していない。

セクション13.5.1は、「2つの側面衝撃構造は車体で完全に囲まれている必要があるため、それらの一部が外部の空気流にさらされてはならない」とのみ規定されている。

メルセデスF1が、すでにFIAにCADモデルと図面を提供していることを考えると、この形状も規制に準拠しているようだ。メルセデスF1のライバルであるレッドブル・レーシングでさえ、デザインが合法であるように見えることを認めている。

メルセデスF1がサイドポッドの設計で選択したこの根本的な新しいコンセプトは、すべて冷却ラジエーターをシャシーに非常にしっかりとパッケージ化する能力に由来している。メルセデスF1は、これを念頭に置いてシャシーを設計した可能性があるため、他チームがこれを複製するのは難しいだろう。

ラジエーターは、燃料電池とERSバッテリーパックが配置されている場所の近くのモノコックに押し込まれる。ラジエーターの面の近くでは流速が比較的遅いため、ラジエーターをモノコックに引っ込めて、そこに直接流れさせることができる。

メルセデス W13 冷却システム

これを再現するには、F1チームはモノコックを完全に再設計するか、少なくともモノコックのこのセクションを再設計して、サバイバルセルを再ホモロゲーションする必要がある。どのF1チームもシーズン内にこれを達成できる可能性は低い。

F11のテクニカルディレクターであるパットシモンズは、メルセデスF1がこれをどのように行ったかについての洞察を与えた。

「これは非常に斬新なアプローチだ」とパッド・シモンズはSkySportsとのインタビューで述べた。

「我々はこの一連のレギュレーションの空気力学を開発した。ダウンフォースの生成だけでなく、当然ながら、ブレーキの冷却、タイヤの加熱、特にエンジンの冷却など、多くのことを検討した。冷却のために、我々はW13よりも大きなインレットを使用していた」

「メルセデスについては、この点で役立ついくつかの小さなトリックがある。たとえば、インタークーラーは非常にすっきりとしたデバイスだ。それはメルセデスはしばらくの間、水/空気インタークーラーを採用してきたが、これは少し違うと思う」

「そのインタークーラーは、オックスフォードシャーのリアクションエンジンズのエアブリージングロケットモーターを使用している人々から来ていると思う。そこからのスピンオフのようなものは、非常に効率的な熱交換器技術だ」

「そして、それが彼らが採用した方法で車を生産することができた理由の一部だと思う」

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カテゴリー: F1 / メルセデス / F1マシン