メルセデスF1 W15でもダウンフォースとバウンシングの問題が足枷
メルセデスF1は、サウジアラビアGPの週末を通じて、特に第1セクターの高速コーナーを通過するのが難しいマシンで、ひどいパフォーマンス不足に陥った。これはどのリアウイングを使っても同じだった。
予選では、W15はターン6から10にかけての一連のスウィープで最も遅いクルマだった。この一連のスイープは非常に速いｍのの、フラットアウトではなかった。ルイス・ハミルトンはそこでのマシンを次のように評している。「あらゆるセットアップ変更を試したけれど、どうしてもバウンシングを取り除くことができないんだ」
「問題がどこにあるのか、少しはわかってきたと思う。「でも、時速160-170マイルでこれだけの横荷重がかかると、クルマのバランスが崩れてしまう」
たった2レースで結論を出すのはまだ早い。しかし、2022年から導入されたベンチュリーフロアのレギュレーションに対するメルセデスの困難は続いているようだ。2022年のオリジナルの“ゼロポッド”W13は風洞で素晴らしい数値を出したが、シミュレーションでは明らかにならなかったポーパシングとバウンシング現象のために、そのポテンシャルは永遠にアクセスできないものだった。
2022年仕様のW13はシミュレーションでは驚異的だったが、実戦ではほんの一握りだった。昨年のW14型では、メルセデスは意図的に空力マップ（詳細は後述）をバウンシングが最も発生しやすい超低リア車高に集中させた。ハミルトンは「あのクルマには使えないエアロがたくさんあった。23年は基本的にダウンフォースを1トン減らして、それを少しずつ追加していくしかなかった」とハミルトンは昨年末に説明している。
W14は先代よりもバウンシングしにくくなり、全体的には確実に改善された（予選ではフロントから0.369％のオフ、‘22年は0.793％）が、高速コーナーでの競争力は先代よりも劣っていた。
24年型では、メルセデスはマシンを完全に再構成し、新しいコックピットポジション（ギアボックスのケーシングを短くすることで可能になった）と、それに伴うフロアとサイドポッドの変更、さらにプルロッドからプッシュロッドに変更されたまったく新しいリアサスペンションを採用した。この新しいプラットフォームによって、エアロチームはエアロマップの低車高部分を優先させることで、より野心的な走りをするようになった。
メルセデスのコックピットは、フロントアクスルから10cm後退。そのため、内部レイアウトは大幅に変更された。ギアボックスケースも同様に短くなり、全長は変わらない。エアロマップとは何を意味するのか？ 設計が異なれば、例えばリアの車高やロール角、ヨー角（車の姿勢と進行角の差）の変化に対する空力的な反応も異なる。ある状況では最適でも、別の状況では悪化する可能性がある。マップは、クルマが目にするさまざまな状況における空力特性の全体像である。
あるデザインは低速で車高が高い方が競争力があるかもしれないし、別のデザインは高速で車高が低い方が競争力があるかもしれない。エアロ部門は、マップの最も有利な部分がどこにあると考え、そこに最適化する。これはすべて、アンダーボディのジオメトリーに影響する。
一般的に、この世代のクルマは低く走りたがる。そこでグランドエフェクト・ベントゥーリが見事に機能する。リヤの車高が上がるとダウンフォースはかなり失われる。しかし、車高が高くなるにつれて失われるダウンフォースを最小限に抑えることは、実りある開発の道となり得る。
メルセデスのテクニカルディレクターであるジェームス・アリソンは昨年、2022年と23年のマシンの開発について語った。
「その最初の年の間に、我々は地面近くで十分なダウンフォースを発揮するマシンを開発したが、ポーポシングが発生することがわからなかったし、（ポーポシングを解消するために）マシンを上げるとダウンフォースがすぐに落ちてしまうため、何の役にも立たなかった。だからそのシーズンの残りは、クルマが開発するダウンフォースの範囲を拡大し、リアの車高を高くすることでより大きなダウンフォースを見つけることに費やした」
その方向性は、昨年のW14でも踏襲された。しかし、今にして思えば、彼らは慎重すぎたとアリソンは認めており、車高の低いパフォーマンスをもっとターゲットにすべきだったという。W15は、アンダーフロアとサスペンションの設計を組み合わせることで、W13よりもバウンシングを抑制できると考え、スーパーローで走るように設計された。したがって、先週末のジェッダでのW15のパフォーマンスは、かなり心配なものだった。
バウンシングの問題が再発し、特にターン6から10にかけての高速コーナーでマシンのサスペンションが低く沈み込んでしまったのだ。メルセデスは、バーレーンで使用されたハイダウンフォースのウイングとは別系統のローダウンフォースのリアウイングを装着してここに乗り込んできた。
2024年型ウイング（下）と2023年型ウイング（上）の比較。下のウイングはメルセデスがジェッダに到着し、2台が予選／決勝で使用したもの。しかし、下側のアッパーフラップはハミルトンがFP3で試したものに近く、メルセデスが昨年よりもアンダーボディのダウンフォースに自信を持ってこの地に到着したことを示唆している。アンダーボディから発生するダウンフォースが大きければ大きいほど、リアウイングを小さくすることができ、直進性能を高めることができる。トップ5チームのうち、メルセデスはリアウイング面積が最も小さいように見え、明らかにアンダーボディのダウンフォースに自信を持っていた。
しかし、これはバウンシングを考慮しない場合の話でだ。バウンシングとは、高速走行時に発生する非常に低い車高で、車体底面がシャシーと共振する周波数で路面にぶつかる現象のことで、タイヤウォールによって減衰されることはない。そして車全体がその周波数で跳ね始め、空力パフォーマンスが大きく損なわれる。
マシンはバウンシングを始める周波数のしきい値から離れる必要がある。サスペンションをソフトにすれば、バウンシングを引き起こす車高に早く到達するだけだ。それを防ぐために硬くすれば、サスペンション自体がバウンシングを引き起こす。チームは、空力的にバウンシングを誘発するような場所にエアロを置くことなく、機械的にバウンシングを誘発しない程度にソフトにできるウィンドウを探している。
メルセデスのコンビはサウジアラビアGPで上位チームの中で目に見えて最小のリアウイングを走らせ、マクラーレンが最大のリアウイングを走らせた。優れたマシンは、そうでないマシンよりも低い車高、つまりより大きなアンダーボディ・ダウンフォースでそのウィンドウを見つけることができる。これはアンダーボディの設計とサスペンション制御に関係している。
ジェッダのフリー走行3では、ハミルトンがバウンシングウインドウから抜け出そうと車高を上げてみた。その結果、アンダーボディのダウンフォースが減少し、コースの他の部分への影響が懸念されたため、ハミルトンはリアウイングを高めのダウンフォースにセッティングした。ラッセルはダウンフォースの低いウイングを使用した。
ハミルトンの実験はうまくいかなかった。2台とも高速コーナーでは遅いままだった。ウイングレベルに関係なく、そのセクションを通過するスピードにほとんど差はなかった。ターン27からメインストレートに入ったところでハミルトンは111km/h、ラッセルは105km/hだった。
ハミルトンはジェッダのFP3でより大きなリアウイングを試したが、予選前に小さなウイングに戻した。しかし、ラッセルの低いウイングがその遅れを取り戻し、両者ともスタート／フィニッシュを305km/hオーバーで通過。ハミルトンのハイウイングは低速コーナーでしかタイムを稼げず、高速コーナーではタイムを稼げなかった（バウンシングと車高が高いため）。そのため、予選と決勝では低いウイングに戻した。
ターン6から10にかけて、マックス・フェルスタッペンのレッドブルとシャルル・ルクレールのフェラーリに0.5秒ほどの差をつけられていた。フェルスタッペンはターン6からターン8までスロットルを100％に保ったまま走行し、ターン8を277km/hで通した。
メルセデス勢はターン7でスロットルを60％以下に抑え、ターン8を261km/hで通過。これは、昨年同じ場所でラッセルがスロットル全開で269km/hを記録したときよりも遅い。
ジェッダ周辺では、先週末のメルセデスは、2022年以来彼らが格闘してきたダウンフォースとバウンシングの悪循環にまだ囚われていることがわかった。
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