2022年レギュレーションの下、チームが排気ガスやウェイストゲートガスでリアウイングのパフォーマンスを強化する傾向が再び強まっているが、それがフランスでのシャルル・ルクレールやハンガリーでのマックス・フェルスタッペンのスピンの一因になっているのだろうか？ F1.comの技術専門家であるマーク・ヒューズが調査する…
F1マシンの空力学でしばしば見落とされるのが、ディフューザー、ビームウィング、排気口、ウェイストゲート出口の相互関係である。
数年前、ビームウィングが禁止されたとき、チームは排気の流れをリアウィングの下側に向けることで、大きな性能向上を得ていた。これは、リアウィング周囲の気流をその方向に引き込むという効果もある。
ウィング下面への流れが多いほど、ウィングの上面と下面の気圧差が大きくなり、ダウンフォースが大きくなる。
そこでFIAは、リアウイングに対して排気口を長くし、排気口パイプの角度を最大にするよう規定し、その影響を軽減させた。
シャルル・ルクレール、スピンしてタイヤバリアにクラッシュ：2022年F1フランスGP
360度スピンから立ち直るマックス・フェルスタッペン：2022年F1ハンガリーGP
これらの規制は、今年導入された現行レギュレーションでもまだ残っているが、ビームウィングが復活したので、排気規制の中でも、排気による空力学的効果を高めることが再びできるようになった。
下図は、レッドブルの排気口、ビームウィング、ウェイストゲート、ディフューザーの配置を例にしている。排気口の角度は最大限上向きになっており、その出口はビームウィングの下側とほぼ水平になっているが、メインウィングの下側に向かって気流を引き込む強力な効果があると思われる。
フランスGP仕様では、ビームウィングが小さくなり、車体幅が狭く、ビームウィング上部のエレメントが排気口の下に配置されている（以前は排気口の上）。上側の赤い矢印は、熱い空気が冷却口から出るところ、青い矢印は、よりエネルギーに満ちた冷たい空気が出るところを示しており、その空気はビームウィングエレメントの下側に作用する。ウェイストゲートはディフューザー（下側の赤い矢印）の上部にある...
そのため、ドライバーがスロットルを戻すと、ウェイストゲートが気流を増加させる。アクセルを踏むと、ウェイストゲートは使われないので、ダウンフォースの変化は少ない。上図はハンガリー仕様のビームウィングで、レッドブルがブダペストで使用した高ダウンフォースのビームウィングである。上部エレメントの角度が大きくなり、それ自体がダウンフォースを生成する。ウェイストゲートパイプの出口が見えるが、直径が小さいため、高速ではディフューザーの上にガスを導く。
興味深い詳細として、ウェイストゲートのパイプがディフューザー上部に直接ガスを当てていることだ。これはウェイストゲート使用時のディフューザー性能の向上に寄与する。しかし、ウェイストゲートはターボからの余分なガスを捨てるために使われるので、ドライバーがオフスロットルのときだけ使われる傾向がある。
レッドブルは最近、ビームウィングを再配置し、上部エレメントを排気口の上ではなく、下に配置した。これにより、排気口とウイングの角度が大きくなり、その配置全体の空力学的パワーが強化された可能性がある。
レッドブルの排気口の上向き角度と、ビームウィングの下部エレメント上の気流との相互作用の可能性を示す。これはイギリスGPの時の写真であり、その後、チームは上部エレメントを排気口の下に配置した。
フランスでは、ターン11のあたりでルクレールがスピンしたが、そこは彼がアクセルを踏み始めた地点である。
ハンガリーでは、フェルスタッペンがターン13の立ち上がりでアクセルを強く踏んだ時にスピンした。
ウェストゲートで強化した空力学が効果的すぎて、タイヤに完全に荷重がかかった瞬間にドライバーがアクセルを踏み込むと、ダウンフォースが一時的に大きく低下するのだろうか？
-Source: The Official Formula 1 Website
レッドブルRB18技術解説 関連記事
フェラーリF1-75技術解説 関連記事
誤字脱字誤訳誤変換その他間違いご指摘お願いします