レッドブル・ホンダF1特集：F1用燃料とは？ F1マシンの強大なパワーの源

このヨーロッパで最も有名なクローズド有料道路を全開でドライブするためには、（隠喩的・逐語的両方の意味で）そのような対価が必要なのだ。そのノルドシュライフェから丘を少し下った先にあるGPサーキットではF1マシンが走っている。F1マシンは一般的なロードカーのおそらく2倍ほどの大きさの燃料タンクを持つが、それらを大きく上回るイスピードで308kmのレースを走破している。F1マシンは一般的なロードカーよりはるかに軽量だが、熱効率もはるかに優れているのだ。ガソリン燃焼時に発生する熱エネルギーのエンジン出力への変換効率でF1マシンに敵う存在はない。エネルギー回生システム（ERS：Energy Recovery System）の素晴らしいハイブリッドテクノロジーはそのような効率性で正しく評価されているが、F1マシンのホイールに伝達されるエネルギーの “源” はタンクの中の燃料だということを忘れてはならない。F1マシンは燃料エネルギーを無駄なく使い切っているのだ。しかし、F1の燃料もハイレベルな技術の結晶だ。限られた量でより高いパフォーマンスを引き出せる新たな組成バランスの開発を続け、レッドブル・レーシングのホンダRA620Hパワーユニットに提供する燃料の “ベストパフォーマンス” の定義を定期的に更新しているExxonMobilとESSOにレッドブル・レーシングは全幅の信頼を置いている。1レースの使用量ハイブリッドパワーユニットがF1に導入された2014シーズン、スポーティングレギュレーションはレーススタートからチェッカーフラッグまで使用できる燃料の最大搭載量を、それまでから3分の1減らした100kgに定めた。そこには、ハイブリッドテクノロジーが成熟すれば燃料の最大量が減少するのでハイブリッドパワーユニットの “グリーン” な側面をアピールできるというぼんやりとした狙いがあり、実際、過去7年に渡りF1燃料とエンジンは目覚ましい効率性向上を遂げた。しかし、燃料搭載量の上限は逆に増加へ転じ、タイヤの大型化・重量増ならびに安全装備の追加（テザー、ハロおよびハロ用マウントなど）によって最大搭載量が105kgへと引き上げられると、ドライバーたちの間で不評だった “リフト・アンド・コースト（早めにスロットルを閉じて、惰性でコーナーを曲がる）” 走行を解消するために110kgへ引き上げられた。しかし、燃料の消費最大量が110kgだからといって、常に110kgちょうどの燃料をタンクに入れているわけではない。実情を言えば、満タンになる機会は稀だ。なぜなら、フルタンクは最速走行のベストソリューションではない場合がほとんどだからだ。多くのドライバーが、満タン手前（最大搭載量から5〜10kgほど少ない状態）でスタートし、軽いマシンでラップタイムとタイヤライフを向上させたあと、レース後半で必要に応じて戦略的に多少のリフト・アンド・コーストを取り入れている。セーフティカーに先導された周回やバーチャルセーフティカー導入時の周回、あるいはストレートで一定のトウ（スリップストリーム）が得られる場合は燃料消費量が抑えられるため、リフト・アンド・コーストが必要とされない場合もある。レースが赤旗中断になった時は、ピットレーンに並ぶマシン群に注目してみよう。赤旗が振られる前の時点でセーフティカーが導入されていたなら、各マシンは余分な燃料を消費するためにエンジンをかけっぱなしの状態にしているはずだ。燃料タンクテクニカルレギュレーションでは “タンク” と呼ばれているため、本記事も “燃料タンク” としているが、この言葉は実態とはまったく間違った印象を与える。実際のF1マシンに搭載されているのは燃料バッグあるいは燃料セルで、軍用車両で用いられるものと近い。レギュレーションでは燃料タンクはマシンの中心線近く・コックピット後方に設置されなければならないと定められており、パフォーマンス面の理由からマシンのできるだけ低い位置に設置される。ATLという企業が開発したF1用燃料タンクはケブラー繊維で強化された変形可能なゴム製で、衝撃を受けても構造が維持されるように設計されている。対パンク性能も高い。燃料タンクはごく当たり前のようにシャシー内部へ押し込まれているが、実はそのタンク内部では多くのことが起こっている。F1マシンはその素早い旋回性能とコーナリング時に生み出される強烈なGフォースが広く知られている。つまり、F1マシンにおける安定性と重量配分は非常に重要で、タンク内で質量の大きな燃料が激しく左右に揺れ動くのはデメリットになる。そのため、タンク内部には一連のバッフル（仕切り板）と、燃料を最も低くてリア寄りのコンパートメントに集められるワンウェイバルブが用意されている。この仕様が、マシンの安定性を保ち、予選時やレース終盤などの燃料搭載量が少ない状態でもスカベンジャーポンプが燃料を効率的にコレクターへ送り込める位置に集めることを可能にしている。単位はℓではなくkgF1で使用される燃料は輸送はリットル（ℓ）が単位として用いられるが、ひとたび燃料がガレージに到着すると単位は体積（ℓ）ではなく質量（kg）になる。体積は気温で変動するが、質量は変動しないという単純な理由からだ。冷却された燃料は高密度で熱容量が増すため、レース中の給油が許可されていた時代は大幅なアドバンテージとなった。また、当時の給油ホースは1秒あたり12ℓもの燃料をタンクに送り込めた（消防用の放水ホースを思い浮かべてみると良いだろう）。現在、F1のテクニカルレギュレーションでは「ガレージで保管される燃料は各セッションの1時間前にレースコントロールが発表する大気温度から10℃以上下回ってはならない」とされており、マシン内に燃料冷却装置を設けることもルールで禁じられている。チームが使用する燃料は200ℓドラム缶に入れられており、DHLが輸送を担当する。方法は陸送あるいは海運のいずれかで、サーキットでは燃料集積場に保管されたあと翌日に必要とされる量が前夜にガレージへ届けられる。燃料がガレージ内の給油機へ移される前に混入物質が入っていないかどうか、輸送中に蒸発した形跡がないかどうかをExxonMobil...