2021年のルール変更に対する最も独創的な解決策を振り返る: F1技術解説

F1の大規模な新しい規約変更は、COVID-19パンデミックの影響で2022年まで延期されたが、イノベーションが止まったわけではない。今回の技術解説では、マーク・ヒューズが、メルセデスやレッドブルなどのチームが、2021年の規約に合わせて2020年のマシンに手を加えた最も独創的な方法を、ジョルジオ・ピオラの技術イラストとともに紹介する。

今シーズンは、低コストF1の最終年になるはずだった。新しい空力学的規約の導入まで、現行の技術的フォーマットが1年延長され、マシンのどのパーツが変更できるかについて、厳しい制限が課せられている。パンデミックによる財政的問題を考慮して、既存マシンの寿命を1年延長するというアイデアだった。

しかし、このような状況にもかかわらず、また、コスト制限が初めて導入されたにもかかわらず、典型的なF1の創意工夫により革新的な方法が見出された。これには、ダウンフォースの増加を抑制するための規約に沿った空力学的調整が一役買っていたのかもしれない。

フロア面積の削減、フロアのスロットやルーバーの禁止、ディフューザー・ストレーキやブレーキダクト・ウイングレットのサイズ制限などのため、各チームが工夫を凝らした。失われたパフォーマンスを取り戻すことが目的となり、他チームはメルセデスとの差を縮めるために努力した。

図が示すように、2021年にはフロア面積を減らし、フロアのスロットやルーバーが禁止された:2021年F1
図が示すように、2021年にはフロア面積を減らし、フロアのスロットやルーバーが禁止された。

そのため、ホモロゲーション、コスト、既存のモノコックの維持などの制約がある中で、今年初めていくつか新しい特徴が見受けられた。どんな制約があろうと、F1は適応するのだ。

レッドブル、フェラーリ、アルピーヌの3社は、当初の設計では、メルセデスの革新的な技術、つまりリアサスペンションを後退させてディフューザー周囲にエアロダイナミシストが利用できるスペースを確保するという方法を採用した。トークン・システムによって制限されていたにもかかわらず、このような変更が可能だった。

既存のピックアップポイントを維持し、違う用途に合わせて再構成することで、制約のない状態で製造された2020年のメルセデスと、ほぼ同じ効果を得ることができた。

2020年仕様レッドブルRB16(左)と2021年仕様レッドブルRB16B(右上図)のリア・サスペンションのアプローチの違い
2020年仕様レッドブルRB16(左)と2021年仕様レッドブルRB16B(右)のリア・サスペンションのアプローチの違い。

さらに、独自の開発要素もあった。フロア端の切り取り、フロアのスロットが禁止されたため、フロア下側の端で回転する渦流を再現し、空力学的にフロアを密閉して、マシンをトラックに押し付ける陰圧を発生させるために、さまざまな工夫がなされた。

メルセデスはまず、フロア下側に波状の起伏をつけた。その後シルバーストンでは、起伏を滑らかにしつつ、縦方向の2枚のフラップで空気を渦流に巻き込むという、より複雑な配置に変更された(下図真)。

オーストリア(上)からシルバーストーン(下)へ、形状が変更されたメルセデスW12のバージボード・エリア
オーストリア(上)からシルバーストーン(下)へ、形状が変更されたメルセデスW12のバージボード・エリア。

フロアの端にZ字型の切り込みを入れて空気を逃がし、発生した渦流をフロア外縁に巻き込む「Zフロア」は、他チームでも標準化された。

上図はフェラーリSF21のフロア。円内は「Z字型」の切り込み、緑色で示した部分は2021年規約で認められた未使用のスペース
上図はフェラーリSF21のフロア。円内は「Z字型」の切り込み、緑色で示した部分は2021年規約で認められた未使用のスペース。

モナコのフリー走行で、レッドブルはディフューザーの後縁にサメの歯のような鋸歯を付けていた。この歯はその後のレースでさらに進化し、オーストリアGPではマックス・フェルスタッペンのマシンではディフューザーの後縁の幅いっぱいに歯が並んでいた。

この後縁は、ガーニー・フラップを採用し、ディフューザーの上部に空気を流すことで、サメの歯が作り出す小さな渦流の配列を助け、従来よりも高い車高でも気流を活性化し、マシンの傾斜角(レーキ角)を大きくすることができた。

レッドブルRB16Bのディフューザーに沿ったサメの歯のような鋸歯。フェルスタッペンはアップデートされたリア・ディフューザーを使用し、ペレスは旧仕様のパーツを使用した
レッドブルRB16Bのディフューザーに沿ったサメの歯のような鋸歯。フェルスタッペンはアップデートされたリア・ディフューザーを使用し、ペレスは旧仕様のパーツを使用した。

フェラーリは、トークン・システムの制約により、流行遅れの幅広ノーズ(ワイドノーズ)を維持する必要があったが、幅広ノーズが下側に作りがちな「デッドゾーン」で空気を加速させる新しい方法を見出した。

フェラーリSF21は、ノーズ下にユニークなダブルケープを配置している。上側のケープは空気をバージボードに向け、下側のケープ(黄色のハイライト)は気流を直接アンダーフロア向けて加速するのに役立つ
フェラーリSF21は、ノーズ下にユニークなダブルケープを配置している。上側のケープは空気をバージボードに向け、下側のケープ(黄色のハイライト)は気流を直接アンダーフロア向けて加速するのに役立つ。

メイン・ケープの下に取り付けられた追加のケープは、その領域の空気を導き、アンダーフロアに向かって加速させるために利用された。

新しい制約ができれば、F1では新しいソリューションが生まれる。アイデアは止められない。

-Source: The Official Formula 1 Website
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