メルセデスF1 新型フロントウイングはどのように問題を解決したのか？

モナコで導入された新しいフロントウイングが、クルマの挙動を劇的に改善した要因だと考えられている。数週間前に、オリジナルのウイングを装着したクルマについて、ルイス・ハミルトンは「コーナーが緩やかであればあるほど、クルマは曲がろうとしなくなる」とコメントしていた。ハミルトンの指摘は、根本的な空力問題の一つの現れにすぎなかった。オリジナルのウィングは、（レギュレーションで義務付けられている）ノーズにウィングを固定する「合法チューブ」と呼ばれるトップフラップを備えていたが、インボードエンドに大きな空間を作り出し、車の後方を流れる気流を活性化していた。そのため、車全体にアンダーステア傾向のバランスが生じていた。各チームがグランドエフェクトカーについて理解を深めるにつれ、バウンシングを起こさずに車高を低くし、ダウンフォースを大幅に増加させることが可能になった。メルセデスが車高を下げると、フロントウィングは高速走行時にグランドエフェクトで作動し始める。すると、フロントグリップが強くなりすぎて、高速走行時のバランスが不安定になった。そのためドライバーたちは、低速時のフロントエンドのグリップが十分でなく、高速時のグリップが強すぎるクルマを理解しようとしていた。その中間には、バランスの取れた状態が存在しなかったのだ。サーキットのコーナー速度の差が大きければ大きいほど、問題は大きくなる。高速走行時にフロントウイングがグラウンドエフェクトの影響を受けないようにするため、メルセデスは最適値よりも高い車高で走行しなければならず、その結果、アンダーフロアのダウンフォースを大幅に失っていた。フロントウイングは、グラウンドエフェクトにおいてどのように機能するのか？ アンダーフロア内のベンチュリと同様、フロントウイングの下面が地面に近づき、地面とウイングの間の隙間が狭まると、空気は大幅に加速する。空気の速度が増すほど、ウィングの下面を通過する空気の圧力差は大きくなり、上面（高い圧力）と下面（低い圧力）の圧力差が大きくなり、ダウンフォースも大きくなる。問題は、ダウンフォースの増加が段階的ではなく、最後の数ミリメートルで非常に急激になることだ。車の速度が増すにつれ、ダウンフォースがサスペンションを圧縮し、車高を下げる。車速があるしきい値以下になると、フロントウィングのグラウンドエフェクトが突然非常に強力に作用する。そのため、元のウイングは車の後部に十分な空気を送り込んでいたが、高速走行時にグラウンドエフェクト果が発生すると、その利点が後部を圧倒した。カナダでは、テクニカルディレクターのジェームズ・アリソンが、新しいウィングがどのように問題を解決したかを説明した。「この車のフロントウィングはとても大きい。そして、おそらく地面近くにあることを何よりも好むため、車が速くなると、前輪軸にかかる負荷が望んだ以上に大きくなる傾向がある。そして、このルールと戦っているのだ。そして、地面近くでダウンフォースが大きくなればなるほど、状況は悪化する」「以前のウィングは過去のものだ。このウィングは、レギュレーション上連続的になることが想定されていたウィングに不連続性を持たせることを可能にした。そして、この不連続性により、フロントウィングの下流側にいくらか勢いを注入することができた」「低速域でのアンダーステアと高速域でのオーバーステアは常に発生しがちだ。しかし、それを極端にすると、ドライバーにとって車の操縦性が難しくなる。メカニカルなバランスでそれを打ち消すことはできるが、そのメカニカルなバランスが戦っている空力的な問題を解消すれば、メカニカルなバランスの変化を少なくし、ドライバーにとってより一貫性があり予測しやすい車を作れるだろう」モントリオールでのコーナースピードの幅は比較的狭い。しかし、バルセロナでは幅が広い。もしW15がそこでまだ競争力を持っていれば、メルセデスはほっと一息つけるかもしれない。