F1技術解説:高地での高い賭け - メキシコシティは今年も「レッドブルのトラック」になるのか?

F1の技術専門家マーク・ヒューズが、ジョルジオ・ピオラの技術イラストとともに来週のメキシコGPを展望する

今シーズンで最も高い標高2,200mのメキシコシティでのレースでは、技術的な側面がマシンのパフォーマンスに大きな影響を与える。

しかし、今シーズンの壮大なタイトル争いでは、レッドブルとメルセデスのどちらが実際に最速のマシンなのかがおそらく関係してくる。したがって、残り5戦での争いの行方を左右する重要な役割を果たすだろう。



2台のマシンの特徴は、パワーユニットと空力学の両面で非常に異なっている。メキシコシティの空気は、海面上の空気に比べ、酸素濃度が約25%少ないという、メキシコのサーキットのユニークなコンディションは、2台のマシンにとってそれぞれ異なるメリットやデメリットを与えることになる。

メキシコシティの標高は2,250メートルで、F1カレンダーの中で最も高い場所に位置している
メキシコシティの標高は2,250メートルで、F1カレンダーの中で最も高い場所に位置している。

パワーユニット

メルセデスは、メキシコでは必ずパワー面で不利になる。ハイブリッド時代の圧倒的なパワーユニットなのに、なぜそうなるのだろうか?

酸素濃度が25%少ないので、空気は当然燃えにくくなる。しかし、理論的には、ターボチャージャーが抵抗が少ないために速く回転し、より多くの空気を圧縮するので、これを補う。したがって、ターボによって圧縮される空気は、通常とほぼ同じ酸素濃度になるはずである。

高地では、パワーユニットの中でも特にターボの性能が損なわれる:F1
高地では、パワーユニットの中でも特にターボの性能が損なわれる。

しかし、実際はもっと複雑である。F1ターボシャフトの回転数は、規約により最大125,000rpmに制限されている。標高が低いと、シャフトはこれほど早く回転しないものだが、この制限は、薄い空気を補うためのターボ能力の上限となる。

ERS-Hは、ラグを解消するためにターボを電気的に回転させるので、規約で定められているシングルターボは、システムのエネルギー効率から見て正当化できる範囲で大きくなる傾向にある。しかし、ターボが大きければ大きいほど、所定の速度で発生する熱も大きくなる。



メキシコでは空気が薄いため、それに応じて冷却効果も弱く、そのためメルセデスのターボが、空気中の低い酸素濃度を補うために回転すると、ライバルのパワーユニットよりも温度が高くなる傾向がある。温度が上がりすぎると、目標とするブーストを達成できなくなる。

そのため伝統的に、メルセデスはメキシコではパワー面で不利になる。歴史的に、レッドブルは、パワーユニットがルノーであってもホンダであっても、シーズン中の他のどの場所よりも、ここではパワーに関してかなり競争力がある。

ホンダRA621Hパワーユニットの図(Honda Racing提供)
ホンダRA621Hパワーユニットの図(Honda Racing提供)

ダウンフォースとドラッグ

空気が薄いということは、大気(周囲の空気)と、ウィングやマシンのアンダーフロアを通過する空気との圧力差が少なくなることを意味する。そのため、メキシコではすべてのマシンのダウンフォースが減少する。モナコスタイルのフルウイングを装着しても、今シーズンで最も細いウイングを使ったモンツァよりもダウンフォースが少なくなるのだ。

高傾斜角(ハイレーキ)の設計であるレッドブルRB16Bは、低傾斜角(ローレーキ)のメルセデスW12よりも、ダウンフォースの上限が高いと考えられている。



2台のマシンのダウンフォースレベルの差がいつもより小さいため、メルセデスに有利に働くと見なされるかもしれない。しかし、ダウンフォースに伴うドラッグも考慮しなくてはならない。ドラッグも、薄い空気によって大きく減少する。したがって、ダウンフォースとドラッグの効率のトレードオフは、いつもとは全く違ってくる。

マシンにできるだけ多くのダウンフォースをかけても、ドラッグによる損失はいつもより少なくなる。したがって、通常はトレードオフの効率が低いマシンを助けることになる。そのマシンとは、レッドブルである。高傾斜角の空力学的コンセプトのマシンは、このトレードオフにおいて空力学的効率が本質的に低いのだ。メキシコでは、大半の会場に比べ、それがあまり重要ではなくなる。

低傾斜角(ローレーキ)のメルセデスW12と高傾斜角(ハイレーキ)のレッドブル・ホンダRB16Bの比較
低傾斜角(ローレーキ)のメルセデスW12と高傾斜角(ハイレーキ)のレッドブル・ホンダRB16Bの比較

タイヤとブレーキ

薄い空気は冷却能力が低いため、タイヤと、特にブレーキを適切な温度に維持するのが大きな課題となる。

歴史的に、メルセデスは他のマシンに比べてブレーキの冷却に限界があり、最大限の空力学的性能を発揮できるように、フロントブレーキダクトを最適化する温度管理をドライバーに頼っている。

レッドブルのブレーキダクトの設計。比較的シンプルだが、メキシコの薄い空気ではおそらく冷却能力が大きい
レッドブルのブレーキダクトの設計。比較的シンプルだが、メキシコの薄い空気ではおそらく冷却能力が大きい。

メルセデスのフロントブレーキダクト。レッドブルより空力学的にかなり複雑だが、おそらく冷却能力は低い。
メルセデスのフロントブレーキダクト。レッドブルより空力学的にかなり複雑だが、おそらく冷却能力は低い。

通常使用されているメルセデスのフロントブレーキダクトの完全密封された「ケーキ缶」ドラム。レッドブルの開放的な設計とは対照的
通常使用されているメルセデスのフロントブレーキダクトの完全密封された「ケーキ缶」ドラム。レッドブルの開放的な設計とは対照的。

メルセデスに比べ、レッドブルのかなりシンプルなブレーキダクトを比較すると、レッドブルの方が冷却能力が高いことを示唆している。レッドブルはメルセデスとは異なり、通常は空力学的「ケーキ缶」のドラム側板を部分的に開放している。メキシコでこれが変更されるかどうか興味深い。

ある会場で、優勝争いをしている2台のマシンのうち、どちらが優れたパフォーマンスを発揮するかは、常に予期せぬ複雑な要素がある。しかしメキシコの週末に向けて、レッドブルが自信をもち、メルセデスが警戒していることは明らかである。

-Source: The Official Formula 1 Website
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