レッドブルRB19 史上最強F1マシンの武器『トリプルDRS』のトリック
レッドブル・レーシングの2023年F1マシン『RB19』の直線速度、特にDRSが開いているときの速さは、シーズン序盤のF1サウジアラビアGPで大きな話題になった。
ルイス・ハミルトンは、「なぜ、どのようにかはわからないけど、彼はすごいスピードで僕を追い抜いていった」と語っている。
元F1デザイナーのゲイリー・アンダーソンが、この『トリプルDRS』と称されるレッドブル RB19に統合されたパッケージについて解説した。
「レースがレースであるのを見たいので私はDRSのファンではないが、防御を不可能にすることが多いので、レース中にマックス・フェルスタッペンがターン1への進入で時速33～34kmのスピードアドバンテージを持って自分を追い抜いていったとき、ハミルトンが驚いたのは当然だろう」とゲイリー・アンダーソンはThe Raceで解説を始めた。
「そのため、レッドブルはこのために何か卑劣なことをしているのではないかと疑う声もあるが、これはすべて、非常に効率的なマシンを持つことの一部である」
レッドブルは、DRSが開いていることが大きなアドバンテージになっているだけでなく、非常に効率的なクルマの土台となるコンプリートパッケージのディテールにまでこだわっている。
フラップがエンドプレートに巻きつく部分のディテール（赤い楕円）も、メルセデスとはまったく違う。レッドブルには、エンドプレートの後縁に渦を発生させるような鋭い角がない。
また、フラップが開かない外側の小さな部分にあるスロットギャップの詳細（黄色のハイライト）も、その部分の実際のフラップのコード長（青色の二重矢印）と同様に、リアウィングコーナーの流れに非常に共感している。
メルセデスとフェラーリには、DRSが開いているときにスロットギャップの短い部分の端を閉じるスロットギャップセパレーター（緑の矢印）が付いている。つまり、DRSが開いているときは、その小さな翼の部分がより多くのダウンフォースを生み出し、物理的に可能な限りドラッグをなくしたいときにもドラッグが発生することになる。
ウェットコンディションでは、アウターコーナーから巨大な渦が発生することがあった。このディテールは、その渦を減らすことで、DRSが開いていようがいまいが、クルマ全体の効率を向上させる。
F1の技術規定では、リアウイングのアッパーフラップとメインプレーンの間のスロットギャップは85mmまで開けることができる。通常であれば、ドラッグ低減によって時速15～18km、極端な例では時速20kmのスピードアップに相当する。したがって、レッドブルのアドバンテージは大きくなる
しかし、DRSは2011年からF1マシンの一部となっているため、それを念頭に置いてクルマを考えなければならない。ビームウィングのデザインを見ると、レッドブルは通常、ビームウィングのセカンダリーフラップをよりアグレッシブにしている。これはグラウンドエフェクトのルールが導入されてからの傾向で、この最初の画像はシーズン序盤の比較だ。
そのアグレッシブなビームウイングは、DRSを閉じたときにアッパーウイングで発生する気流に依存して、ビームウイングに付着した流れを維持する。
車の後部から来る気流は、1つのものとして見る必要がある。濡れていると、水しぶきが上を向いているのがわかりまる。理論的には、その流れを路面から引き離すことになる。ディフューザー、ビームウィング、アッパーウィングの3つが「互いに話し合う」ことで、それぞれが個別に機能するよりもはるかに強力になる。
DRSが開いていると、このコンポーネントからの気流の回転モーメントが小さくなり、その結果ビームウィングが失速する。そうすると、今度はアンダーフロアの後方が失速する。
失速すると言うのは、非常に大雑把な言葉です。基本的には、ダウンフォースを生み出すポテンシャルが低下し、正しい方法で管理されれば、抗力も低下することになる。
このマクラーレンの写真は、ディフューザーのパフォーマンスを理解するためにチームが行っている範囲を示している。赤い丸は、ディフューザー表面から離れた場所に取り付けられた非常に小さな流量と圧力のセンサーを示している。
ディフューザーの後縁にある青いハイライトと黄色のハイライトラインは、上のディフューザー上部の角とは異なる仕様を示している。
黄色のハイライトラインは、コストキャップが大きな出費をするチームに与えた影響を示している。以前であれば、新しいフロアアセンブリを作るだけで、あとは何個作るかという問題だけだった。しかし、この黄色いハイライトの線とその周辺では、研究費が削減されたことがわかる。
こうしたデータを積み重ねることで、レッドブルはサウジアラビアで走らせた仕様にたどり着いた。今は、フロアの後縁にフラップとして働くコンポーネントが1つしかないようなので、これを失速させたほうが、かえってドラッグリダクションにつながる。
赤いハイライトはレッドブルのシングルエレメントビームウィングです。また、ディフューザーの容積を増やすことができる小さなカットとシャット上部外角フィレット半径をテストした後、大きなコーナーフィレット半径に戻っている。
次の画像は、DRSを開けたときの空気の流れの変化を表している。
また、この3チームのサウジで使用されているビームウィングを比較することもできる。
フェラーリのビームウィングは、レッドブルや、メルセデスに比べると、まだ極小だ。
メルセデスのビームウイングは、かつてレッドブルがやっていたことに近いが、常にリアウイング上部のダウンフォースを多く走らせているため、DRSが閉じているときにはより多くのドラッグが発生し、実際のメインプレーンはDRSが開いていてもダウンフォースとドラッグをより多く発生させる。
これは、2エレメントのビームウイングと相まって、マシンのリアエンド全体を1つのものとして機能させることが難しくなることを意味している。
つまり、レッドブルはマシンの後端全体でドラッグリダクション効果を発揮しているという状況だ。以前は『ダブルDRS』と言っていたが、これは『トリプルDRS』と呼べるかもしれない。
他のマシンはウイングにドラッグリダクションに焦点を合わせているだけだ。しかし、レッドブルはレギュレーションを理解し、何が可能なのかを理解している。そのためには、エイドリアン・ニューウェイとミルトンキーンズのテクニカルチームが持つ深い理解が必要だ。もしライバルが文句を言うなら、フロアと連動したよりアグレッシブなビームウィングを開発することを検討すべきだ。そうすれば、DRSを閉じたときにもう少しダウンフォースが得られ、開いたときにもっとスピードのアドバンテージが得られるかもしれない。
メルセデスがそのような立場にあるのは、何が足りないのかをうまく把握できていないためだと思われる。おそらく、大きな利益を生み出すとされる新しいコンセプトが登場すれば、このような細かいディテールがもっと生かされることになるだろう。
F1マシンの個々のパーツに注目し、モジュール化して考えるのはとても簡単です。しかし、それはあくまで「組み合わせ」だ。DRSを最適化しようとすると、アンダーフロアから始めなければならない。
グランドエフェクト・ヴェンチュリー・トンネルを機能させる原理は単純だが、F1ではこれを最大限に活用することが重要だ。ベーン、ウィングレット、ブレーキダクト、フロアエッジ、アンダーフロアの構成など、細部にまでこだわっている。これによって、細かいコントロールが可能になる。つまり、アンダーフロアと車体後部のディフューザーのパフォーマンスは、これらすべてによって構成される。ビームウイングは、このジグソーパズルの重要なピースとなる。
ダウンフォースは速度の2乗で発生するため、例えば165km/hで発生するダウンフォースとドラッグは、理論的には330km/hではその4倍になる。それをそのままにしておくと、空力的な負荷を機械的に支える必要があり、非常に硬いクルマになってしまう。
フロアエッジシールシステムを採用することで、ダウンフォースを増加させながらも、スピードの2乗にならないようにすることで、サスペンションをよりソフトにセットアップすることができ、ポーパシングやバウンシングの問題を軽減することができる。
これが、ゲイリー・アンダーソンがよく話す「調光スイッチ」効果で、ほんの少し傾けるだけで、コントロールできるようになる。レッドブルはこのダウンフォースの増加を管理するのが得意で、マイナスになることはなく、単に増加率を下げている。常に増加しているが、速度は低下している。
ビームウィングもその一環だ。レッドブルが非常にアグレッシブなビームウィングを採用しているのはそのためで、それ自体は非常にドラッグが強い。これはどのビーム ウイングにも当てはまるが、かなりドラッグの強い上部リアウイングを少し少なくすることもできる。ビームウイングはアンダーフロアとディフューザーのパフォーマンスに不可欠なものだ。
もし、リアウイングを単独で装備し、DRSを使用した場合、時速15kmほど向上するが、レースでは常にDRSを使用できるマシンの後ろにいるため、前車からのトウを加えると、時速20kmほど向上することになる。そして、ビームウィングとディフューザーの気流が落ちてくると、ダウンフォースが減少するだけでなく、空気抵抗も減少するので、次のステップとして、レッドブルの33～34km/hのスピードが得られる。
レッドブルは、それを成功させたチームだ。アストンマーティンでさえ、そのようなスピードは得られず、どちらかというとドラッグレベルのためにストレートで苦労するクルマとなっている。
これらのクルマは、単独で動くものではなく、パッケージ全体で動くもの。メルセデスのビジュアルコンセプトについて、レッドブルやフェラーリとの比較で話し続けているが、これは3つの異なるコンセプトとでも言うべきものだ。
それらを個別に見ることしかできないが、サイドポッドの外面を通り、ラジエーターダクトに出入りする気流は、アンダーフロアのパフォーマンスに劇的な影響を与える。1つの特効薬はなく、すべてを一緒に機能させる必要がある。
レッドブルはDRSで特別な報酬を得ることができるのはそのためだ。特効薬や回避策があるわけではなく、空力的に非常にうまく「つながっている」クルマを持っているからだ。
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