2021年の規約変更により、メルセデスからレッドブルにアドバンテージは移ったのか？ - 1：F1技術解説

バーレーンのテストでは、マックス・フェルスタッペンが最終日に最速タイムを記録し、ルイス・ハミルトンは4位となり、リアが不安定なマシンであることに不満を述べていたので、レッドブル・ホンダRB16Bは、メルセデスW12よりも本当に速かったのかという大きな疑問が生じた。今年最初の技術解説では、マーク・ヒューズが、ジョルジオ・ピオラの技術イラストを使って、2021年のグリッド最前線での技術的な戦いに注目する。

どうやら、フロアを縮小する今年の規約が、最初の競争秩序を乱す一因になったようだ。メルセデスは、2021年シーズンの開幕戦が行われる今月末のバーレーンGP前に、問題を理解し、修正するために全力を尽くしている。

低傾斜角のメルセデス 対 高傾斜角のレッドブル

傾斜角は、マシンのリアからフロントの車高を意味する。他のチームに比べ、フロントに対してマシンのリアを高くしているチームがある。これがいわゆる「高傾斜角」であり、リアが低い「低傾斜角」とは逆である。

後知恵だが、フロア規制の変更が、高傾斜角のレッドブルよりも低傾斜角のメルセデスに大きな影響を与えた可能性があると推測できる。テスト前は、ふたつの理念にどのように影響するかについて、競合する理論がふたつあったが、チームは自分たちのマシンのデータしか持っていないので、どちらの理論が当てはまるのか、知りようがなかった。

ひとつの理論によると、高傾斜角マシンは、マシンのリア周囲の空力学的表面をより強く動かし、これら各種の表面の重要な塊がなくなると、より大きな打撃を受け、低傾斜角のマシンは、動作条件の範囲全体にわたってダウンフォースをうまく分散させ、ピークを下げるように考えられているため、フロア削減に対する耐性が高くなるはずだった。

2021年F1のフロアに関する規約変更を示す画像
2021年F1のフロアに関する規約変更を示す画像。

別の理論は、長いホイールベースつまり大きなフロア面積にすることで、フロアの低い拡大率を補っている低傾斜角のメルセデスは、フロアの表面積が大きくなり、より大きな影響を受けたというものだった。

アンダーフロアによって生じるダウンフォースは、それが生み出す陰圧の倍数である（低傾斜角のマシンでは小さい）。陰圧の総計（単位面積あたりの圧力に面積を掛けたもの）が大きくなればなるほど、ダウンフォースは大きくなる。

高速では、高傾斜角のリアがサスペンションに押し下げられるため、ふたつのタイプのマシンの傾斜角の違いが小さくなる。そのような高速コーナーでは、短い高傾斜角マシンは、長い低傾斜角マシンよりも少ない総ダウンフォースを生み出すと予想される。なぜなら、小さいフロアを補うために、傾斜角の違いに頼っているからである。

しかし、傾斜角の差が最も大きくなる低速では、高傾斜角のマシンは、短いフロアを補う以上のことを成し遂げる。マシンのリアが地面から離れているときに、気流が付着し続ける限り。

この比較図が示すようにレッドブル・ホンダRB16BはメルセデスW12よりも傾斜角が大きい
この比較図が示すように、RB16BはW12よりも傾斜角が大きい。

昨年メルセデスは、リア・サスペンションの設計をかなり極端に長くした。これは、リアタイヤとディフューザーの間のマシンの重要な部分で、気流が通過できるスペースを広げることで、リアのダウンフォースを増やすためだった。

彼らは、リア・サスペンションの下部支柱を後ろ寄りにすることで、これを達成した。強化された気流は、リア・タイヤへの負荷を増やしたので、リアが時間のかかる横滑り（タイムロス）に陥ることなく、マシンのフロントにさらに負荷をかけることができた。

そのおかげで、2017年の「ビッグマシン」規約導入以来、ハミルトンが無駄に追い求めていたマシンのセットアップが好転したのだ。2017年から2019年まで、メルセデスの長い車長は、高速ダウンフォース増大に貢献したが、低速コーナー入り口ではやや反応を鈍らせた。昨年のマシンはリア安定性が高まったので、リアを乱すことなくフロントの反応性がよくなった。

フロア削減規約により、メルセデスから後ろに偏ったダウンフォースが奪われたので、コーナー入り口でリアを圧倒することなくフロントで攻撃的なセットアップをできなくなったのかもしれない。

ハミルトンはシーズン前テストで2度のスピンを喫したが、これはW12の空力学的変更の結果だったのだろうか？ ・・・・・・・
part 1　|　part 2
・・・・・・・
2021年03月15日
2021年F1プレシーズンテスト3月12日～14日のデータ
レッドブル・ホンダRB16B技術解説・関連記事
メルセデスW12技術解説・関連記事