アストンマーティンとメルセデスが新マシンに「波形」フロアを選んだ理由：F1技術解説 : F1通信jp

メルセデスはバーレーンのシーズン前テストで、W12の秘密めかした新フロアを披露し、アストンマーティンもマシンのその部分に同様の「波形」効果を採用した。これはどんな作用があるのだろうか？そして2チームはなぜこの設計を採用したのだろうか？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、これを詳しく調べる。

今週末のバーレーンでとうとう新シーズンが始まるので、メルセデスW12とアストンマーティンAMR21のパフォーマンスをめぐるテストでの疑問の答えが出るだろう。

2チームはいずれも、3日間のテストにトラブルに見舞われたが、それは同じ設計のギアボックスに限らなかった。アストンマーティンには一連の機械的トラブルが発生し、セバスチャン・ベッテルは最終日の終わり、トラックが一番速い時に、タイムを記録することができなかった。一方メルセデスは、難しい操縦性に苦しみ、チームは今週末までに理解しようと取り組んでいる。

このふたつのマシンは、同じ設計理念に基づいているが、昨年2チームは独自の開発を続けてきた結果、次第に詳細部分が異なっていった。それでも、空力学的理念は広い意味で同じである。

メルセデスW12のフロア、特にバージボード・エリアのすぐ後ろにある外縁の波は、バーレーンのテストで初登場したときに多くの注目を集めた。今シーズン以前、この部分は圧力を低下させる大きなカットアウトが一般的だった。

波形フロアを見やすくした画像↓

メルセデスW12の波形フロア：2021年F1シーズン前テスト

アストンマーティンも、フロア縁にメルセデスと同様のカットアウトを使用しているが、数は少ない（イラストおよび下の画像を参照）。2チームはいずれもほぼ同じ仕事をしているが、この複数の「波」が、2台だけの低傾斜角マシンに同時に登場したという事実は、おそらく重要だろう。（傾斜角は、マシンのリアからフロントに向けた車高をいう。詳細は「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？：F1技術解説」を参照）

フロア端を上に向けるのは、フロアの外縁に沿って移動する時計回りの渦流を生成するというアイデアである。これによってフロアを密閉性を高め、それによって周囲（大気）とアンダーフロアの気圧差（圧力差）を増加させ、アンダーフロアによって生み出されるダウンフォースを増加させるのだ。

マシンが低速で走行しているときは、アンダーフロアの気流の速度も低下するので、フロアを密閉するのが難しくなる。

アストンマーティンAMR21とメルセデスW12のフロア比較

メルセデスやアストンマーティンのように低傾斜角のマシンでは、（レッドブルのように）フロア自体の大きい広がり角度によってフロアの気流にエネルギーを与え続けることができる高傾斜角のマシンよりも、この気流速度が遅くなる傾向がある。フロア面積を縮小する新規約の下では、低傾斜角のマシンは、このような密閉性の渦流を使って、フロアをさらに活性化する必要があるようだ。

高傾斜角のマシンよりも低傾斜角のマシンにとって大きな問題になりそうなもうひとつの空力学的特性は、フラッター現象である。これはフロア下の気流が周期的に障害物に反響するので、フロアのダウンフォース生成に役立たない、妨害効果を生み出す可能性がある。

今年のフロア形状の変更により、この特性がより容易に誘発されるので、カットアウトから発生する渦流が、このサイクルをうまく断ち切る可能性がある。

いずれにしろ、これら2台のマシンの本物のパフォーマンス・ポテンシャルを見つけることが、今週末最も興味を引く、ひとつになるだろう。