F1技術解説:F1のゲームチェンジャーとなる2022年マシンのリアウイングはどのように設計されたのか

F1技術解説:F1のゲームチェンジャーとなる2022年マシンのリアウイングはどのように設計されたのか

新しい空力学的レギュレーションの最大の目的は、これまでの技術解説で紹介した新しいフロントウイングと新しいアンダーフロアで気流を整え、新しいリアウイングで「後流の乱れを空高く舞い上げ、後続マシンのフロントウイングから遠ざける」プロセスを完成させることにある。また、従来のリアウイングと同様にダウンフォースを発生させることも可能である。

ただし、これまでのリアウイングほどのダウンフォースは得られない。エレメントを2つ搭載するのは従来通りだが、エレメントの形状や重なり具合はより厳しく制御されている。


2022年、新しいフロアがF1のホイール・トゥ・ホイールのアクション強化に貢献する理由

エレメント、エンドプレート、ビームウイングが鋭角のない連続したライン(1本の線)を形成することで、非常に個性的な新形状が生まれた。エンドプレートはもはやウィングエレメントを囲うことができず、同一平面上になければならないため、エレメントの表面を横切ってエッジ(端)から気流が漏れるのを防ぐことができなくなった。

このため、下面と上面の圧力差に依存するエレメントはダウンフォースを生み出す効果が低くなるが、それ以上に重要なのは、2つの別々の気流が混ざり合うウィングの角(ウィングコーナー)からこぼれ落ちる、回転する空気の渦流を大幅に減少させることである。この渦流を減らすことで、後流の乱れと後続マシンにとっての不都合が少なくなる。

さらに、渦流の原因となる鋭角を避けるために、エンドプレートの角は指定された一定量のR加工(丸みを帯びた加工)を施さなければならない。また、エンドプレートの内側と外側の圧力を均等にするためのスラットも廃止された。これもまたダウンフォースを発生させる効果は減少するが、空力学的後流は大きく改善される。

2021年F1マシンと2022年新F1マシンで失われるダウンフォースの比較
2021年F1マシンと2022年新F1マシンで失われるダウンフォースの比較

そして、エンドプレートは、かなり大きく内側に膨らんでいる。フロントからボディを伝ってきた空気がこの部分に到達すると、エンドプレートの内側への広がりによって後輪の内側に引き込まれ、マシンの空力学的後流全体が狭められて、後方のマシンにに悪影響を与えないようにする。

空気は事実上、アンダーフロアのベンチュリー出口に接する部分に効率よく送り込まれる。ベンチュリー出口ランプの上向き角度(ビームウィングの下側で続く角度)から出た空気は、エンドプレートによって狭い場所を通過したこの空気によって生じた圧力で一掃される。そして、この上向きのベンチュリー/ビームウィングの湾曲によって、収束した空気全体が高い位置に放出される。


2022年マシンのフロントウイングは、どのようにオーバーテイクを向上させるべく設計されたのか?

2014年から禁止されていたが、レギュレーションに復活したビームウイングは、アンダーフロア・ベンチュリーの出口ランプの後ろに低圧エリアを作り、出口空気を加速させ、アンダーボディの気流全体の速度を向上させる。これにより、アンダーフロアが生み出すダウンフォースが強化され、新しいウィングによるダウンフォースの減少を補うことができる。

2022年F1には赤丸で囲ったビームウィングが復活(ウィリアムズの2021年カラーリングを施した2022年ショーカーに搭載)
2022年F1には赤丸で囲ったビームウィングが復活(ウィリアムズの2021年カラーリングを施した2022年ショーカーに搭載)
2022年F1マシン・アルピーヌA522のリア
2022年F1マシン・アルピーヌA522のリア
2022年F1マシン・アルピーヌA522のリア

ウィングエレメントからエンドプレートへの移行と同様に、エンドプレートからビームウィングへの移行も、表面の重なりは認められない。これは、後続マシンの空力学的特性を悪化させる渦流の発生を抑制するためである。

マシンが生み出すダウンフォースは昨年よりわずかに減少する見込みだが、アンダーボディの生み出す割合が大きく、ウィングやオーバーボディの占める割合が小さくなる。

ドライバーが先行マシンに追いつくと、視界に大きく映る見栄えのよいリアウィングを見ても、もはや自身のマシンのフロントダウンフォースが突然失われることはない。このようにして、バトルするマシンがこれまでよりもずっと接近してストレートに入ることが期待される。

-Source: The Official Formula 1 Website