TECH TUESDAY: 新しいフロアが F1 のホイールをどのように強化できるか

テクニカル

特別寄稿者

マーク・ヒューズ

2022 年 1 月 25 日

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最新のTech Tuesday記事では、2022年のF1ルールセットに加えられた大幅な変更について引き続き検証しています。 今週、マーク・ヒューズは、新しいF1マシンのフロアと、それがチームの哲学とコース上の行動に大きな変化をもたらす理由を考察します。

2022 年の新しい空力規則のコンセプト全体の中心となるのはフロアです。 1983 年以来規制されてきた平らな床はなくなり、代わりに、中央の板の両側を前後に走る 2 つの大きな溝を特徴とする床が設置されました。

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これらにより、アンダーボディによって生成されるダウンフォースが強化され、車の上面に課せられた制限と合わせて、アンダーボディから生成されるダウンフォースの合計の割合が大幅に大きくなります。

生成されるダウンフォースの総量はほぼ同等となり、チームが新車についての理解を深めていくにつれて、不足分はシーズンの終わりまでに回復すると予想されます。 しかし、レースを改善する上で重要となるのは、アンダーボディとオーバーボディのダウンフォースの比率です。

フロアチャネルは「ベンチュリ」形状で、広い入口、狭くなっている中央のくびれ、および広い出口を備えています。 この形状のトンネルの底面を地面が形成しているため、後部の拡張セクションの気圧に影響を及ぼし、他の場合よりもはるかに速く空気を収縮セクションに引き込みます。

空気の動きが速ければ速いほど、床下と外の圧力差が大きくなり、車がトラックに吸い込まれにくくなります。

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トンネルはサイドポッドの前部から始まり、広い入口には最大 4 つの小さなフェンスがあり、規定の制限内でチームがその形や角度を変えることができます。 これらは、空気を入口に向かって引き寄せるのに役立ち、車の外側に押し出される空気の量を最小限に抑えます。

汚れた空気を生成するアウトウォッシュは、後続車にとって非常に困難な問題であり、このアウトウォッシュの範囲を最小限に抑えることが、これらの規制の最優先事項となっています。 フェンスは、その前後の圧力差を利用して、空気を入口に向かって引き込み、その入口の空気を加速する渦を生成します。これにより、トンネルを通過する空気の速度が増加することで、床下のダウンフォースがさらに増加し​​ます。

これらのトンネルの吸引効果を最大化するには、側面からの漏れを防ぐためにトンネルの周囲にシールを形成することを意味します。 渦巻きは、床の外側上面に沿った新しい外側の横方向の翼と同様に、これを行うのに役立ちます。

トンネルが上向きに傾斜して出口を形成すると、その傾斜の角度はビーム翼の底部によって継続されます。 これは、両側のフェンスと組み合わせることで、気流を高く、低く広く拡散していた以前のディフューザー出口よりもはるかに高く上に投げ上げます。

これにより、空気の大部分が後方の車のフロント ウイングのレベルより高い位置に取り込まれ、高圧の空気の中でウイングがより効果的に機能するようになります。 その高い圧力が車の下まで伝わり、車が接近する際に以前よりもはるかに効果的に機能するようになります。

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トンネルの出口ランプは以前のディフューザーよりもはるかに前方にあり、これにより圧力中心 (前後重量配分に相当する空気力学) が前方に移動します。 しかし、フロント ウイングが生成するダウンフォースが以前よりも減少しているため、実際にはこれらの車は、フリー エアで走行している場合、前の車とほぼ同じ方法で前後の空力バランスが約 40/60% になります。 しかし、他の車を追いかけるときは、空力バランスの変化ははるかに少なくなります。

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フロントタイヤに作用するダウンフォースの多くはウィングではなくアンダーフロアによって生成されるため、車は前方の車からの乱気流の影響をはるかに受けにくくなります。

このように、トンネルには、ドライバー間のホイール・トゥ・ホイール動作がさらに活発になり、コース上の位置がより多く変化する秘密が隠されています。

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