【F1空力学】レーキ角とフロアでのダウンフォースについて考察Part.2-2

“【F1空力学】レーキ角とフロアでのダウンフォースについて考察Part.2-2” への23件のコメント

1. 分かりやすい解説ありがとうございます。
   現在のF1の複雑なフロントウィングやバージボード形状,フロアのエッジ処理など、各チーム毎の工夫が見られるのも理解出来ました。

   「ウイングカー」懐かしいですね。一時は全てのカテゴリーでウイングカーを採用していましたが、バンプやパーツの破損で一気にダウンフォースを失った結果瞬時にトラクションを失う大事故も少なくなく、やがてフラットボトム規制になったのを思い出しました。

   「よりレースを面白くする」観点から良く規則は変更されますが、やはり「安全」は一番重要ですよね。

   1. ウィングカーやフラットボトムについては現代の空力哲学があれば、安全運用は可能だと思われます。
      最低地上高の設定など、新たな規則が必要にはなるでしょうけど。

      前走者の乱流によりバトルできない車である現在のフォーミュラカーは一体どこでダウンフォースを得るのか？
      フロアしかないんですよね。
      フォーミュラEの新しいあのフロアが果たしてどのくらい効果を発揮するのか楽しみなんですが、スピードレンジが低すぎて確認しようが無いとも思っています。

2. F1見てて一番知りたかったキーワードがレーキ角でしたので、解説してもらえて良かったです。ル・マンのCLRも載せてもらって感無量です。僕、あの映像生放送で見てまして、結構な衝撃でした。
   ベンツって、ル・マンでよく飛ぶんですよね、あれ以来参加していないようですけど。空力って、奥が深いですね。
   トロロッソが中国でリアのトラクションが抜け気味だったのも、レーキ角に対する理解度と関係あるのでしょうか？

   1. ルマンのメルセデスはあの時点で撤退しましたね。
      GT1規則は結構好きでした。

      トロロッソはフロアでのダウンフォースが安定しないのは確実でしょうね。
      皆さんからもらったコメントを総合的に判断しても、オーストラリアのバンピーな路面でブレーキング時にTトレイが当たってしまい。
      挙動が不安定になった。ガスリーのコースアウトはこれが関係。
      路面がスムーズでストップ＆ゴーだったバーレーンで快走。
      中高速コーナーが増えた中国ではまたも失速。

      フロアでのダウンフォースの安定にはサスペンション技術が非常に大きく絡む、ブレーキングで擦るなんてのはトップチームではありえない。
      ピッチングを制御する第3のサスであるヒーブサスペンション技術が不足しているのかもしれないですね。
      レッドブル製を購入して・・いやいや今年のマシンには間に合わないので、今ある技術を改善していくしかないでしょうね。

3. 下からはあまり見れないのでこの画像はありがたい。
   フロアの切れ込みは空気を外に出すんですね。

   レーキ角が各チームけっこう違うのは、
   路面から離れすぎてメリットが減るからなんですね。
   でもウイングは寝かせて空気抵抗は減らしたいはずなので、
   メリットが少なくても目一杯レーキ角つけたほうが良さそうですけど、
   コンセプトや開発の得意分野が違うんでしょうね。

   リアサスを沈ませてレーキ角を変えるんですか。
   車体の角度が変わるとか上面の空力パーツ開発で苦労しそうですね。
   たしかステア切ると車高が変わるとかもありましたよね。
   サイドポンツーンからリヤタイヤにかけてのフロア部分が、
   圧かかると規制ギリギリまで下にたわむとかもやってそうな気がする。

   1. 2017フェラーリが使っていたフロアの切れ込みは上下に震えまくっていました。そして禁止された。
      記事に画像追加しておきました。

      1. 画像追加ありがとうございます。

         たわむを超えて震えてたんですか！
         さすがにフロア事態が動いたら駄目でしょ(笑)

         禁止じゃなければ何でもやるつっても、
         そりゃー動き続けるのは禁止になるでしょうよ。 (^^;)

4. おおー！　あのフロアサイドのサメ切れ込みはエアシールドカーテンだったのかぁぁ～！
   高レーキ最大の謎が解けました！一目で解るむっちゃ良い各画像、あざーすｍ＿ｍ♬

   汚れたひでおの頃、2輪で転戦していましたので常に風＝空気や気圧との闘いでした。当時抵抗を避け、常に伏せろと叩き込まれていましたが、パワーの無い小排気量車でジャマハのアジトｍ＿ｍ（菅生）のシケイン立ち上がり時、強い追い風の時だけ伏せない方が速いって事を、たまたま伏せ忘れて登り始める際、体前面と背中の圧力差で気が付きました。空気って、風の形で動くんですね。

   先日ガスリーさんのコメに、子牛号は強風に弱い・・とあったようですが、いくらムービング＋ターンになっているとは言え、さすがに＋横～後方からの突風は再現出来ないですよネッ！？本当に必要ならCFDのデータ取り用にミニチュアで？ムリかな。

   ※近年、2輪の世界GPでもFrカウルにウイング云々あるようですが、日本でも昔から装着例はありました。規則の抜け穴探しはどこも同じでおもろいですね(^^♪

   1. ライダーさんだったのですね。空気抵抗の理解は肌で感じろって事ですｗ

      私もライダーの端くれ、ツーリングでハーレー乗ったら空気抵抗で疲れる疲れる。
      スーパースポーツなら空気抵抗ないけど体勢がきつい。
      そしてレンタルはもっぱらツアラーになってしまった。

      MotoGpのカウルウィングはマシンを横に寝かせた時に最大限活用できるよう設定されてるように見受けられますよね。

5. レーキ角もそうですが、ガーニーフラップやボルテックスジェネレーターなど面白い空力パーツどんどん取り上げてください（笑
   あとリアウイングの形状なんて昔は飛行機の翼を裏返したなんて言われていましたが、現在はそんな生易しいものではありません

6. 高レーキ角でフロントサスペンションをガッチガチにしていてセッティングの難しい今のF1よりも、技術規則を改定して…グラウンドエフェクト効果の発揮出来るフロア＆アクティブサスペンションを解禁した方が、スリップストリームからの追い越しもダウンフォースが抜けずにスムーズなのではと思うのですが。

   ダラーラがインディーでもF2等でもグラウンドエフェクト効果のあるアンダーフロアを採用し続けているのですから、今の技術なら安全性に問題ないはず！。

   あっ、でもそれだとハースが有利になるから導入は難しいかな(笑)。

   1. 今の機械式と油圧のサスペンション技術開発は、下位チームは追いつけない気がする。
      アクティブサス復活で色々解決はご名答！
      解禁して、トップチームに供給強制規則をつければ良いと思う。もちろん値段上限設定もね。

      1993年のレースをもう一度見たくなってきました。コーナー立ち上がりでボタンを押しづつける動画はどこかにないだろうか？
      空気抵抗を減らすためアクティブサスでフロント車高を上げて、リアの車高下げる機能が搭載されていたんですよね。（皆こっそり使ってたｗ）

      1. エアロも難解ですけど、ヒーブサスも難解ですもんね。
         FW14Bで花開いたアクティブサスはAPレーシング社製でしたが、今はBOSCHやOHLINSあたり(たぶんSHOWAも!)が電子制御の(セミ？)アクティブサスを、2輪用に開発して市販してますから、F1用に安く転用してくれれば良いんですがね…。

         1992年のマンセルがFW14Bのアクティブサスを、チームには内緒で担当エンジニアと手動操作して…直線では車高を上げて空気抵抗を減らし、コーナーでは下げていたなんて話が拡がったんで、公然の秘密の様に…みんな操作してましたよね(笑)。

7. 高レーキ角によってディフューザーの効果を高めていること、負圧漏れを防ぐ対策の解説はわかりやすく、凄く勉強になりました。

   ただ疑問点もあって、フロントウイングの位置と効果についてはレーキ角と関係があるのでしょうか？

   ※規約でフロントウイングの最低地上高は決まっているのでレーキ角と位置は関係無いのでは？

   1. 私も以前あった最低地上高規則については気になっています。レギュレーションには現在記述が無い気がするんですが・・。
      追記：最低地上高規則は1995年のステップドボトム＆スキッドブロック導入より無くなっていました。

      今の規則は基準面（=フロアの底面）からの寸法規則です。よって車体を傾ける事は規則違反にはならないんですね。
      2009年からこれに気づき利用したニューウェイ先生には脱帽ですよ。

      当時これがわからない他チームは、フロントウィングが地面に近づくレッドブルをみて、たわんでる規則違反だと文句言いまくっていたんですがFIAのお咎めは無し、合法であるとわかっていたんです。
      Tトレイの長さも他チームが出来なかった理由の一つ、2017年からフロントホイール中心線からの距離規則が長くなりました。
      レーキ角つけるとTトレイ先端が地面に擦るので、そこをどうクリアするかが一気に解決したんです。

      1. レーキ角講座、すごい盛り上がりですね。
         F1好きの人はメカ好きの人が多いのかもしれませんね。

         ウィングカー解禁は面白いと思います。今のグランドエフェクトは複雑怪奇で、テスト走行が制約されている中での開発は、実車用の高価な風洞設備が無いと難しいと思いますが、フラットボトムを撤廃して安全を重視したウィングカーであれば、スケールモデル向けの設備でもある程度の開発は可能で、上位と中団の距離も縮まりレースがもっと面白くなるのではと思います。

         昔のウィングカー最盛期は、カテゴリによっては再度ポンツーンのカウルの左右下端に上下にスライドするフラップを付けて、路面と触れる状態でエアーを遮断(明らかにやり過ぎ)していましたから、高速コーナーでフラップが飛んだりしたらゾッとします。
         過去の経験から安全な規則を設けて復活させて欲しいですね。

      2. このブログにたどり着く方はそんな方が大半ですよｗ
         新規で「レーキ角」で検索すれば、間違いなくたどり着きます。
         そんな検索をする方はどんな人か？⇒メカ好きって事ですね。
         F1ニュースって最近やけに憶測・煽り・ゴシップが多いので、そんなようにならないようデータ中心の運営を心ががけております。

         しかし流石の知識ですね、45年はだてじゃない！
         スライドするフラップなんてものがあったんですね。過去の技術の良いとこどりしたら、ドライバーはコーナーで失神しそうだｗ

8. 「日常生活で知るベンチュリ効果 ≒ ベルヌーイの法則」

   グランドエフェクト(効果)はベンチュリだったのですね勉強になりました。人体ですが、発声時の声の高低(Hz)が左右の声帯の一度狭くなった間隙でベルヌーイ効果があると学生時習いました。生活環境では、お風呂や洗面台の大きな層から狭くなる排水口に水が流れる時に、状況により渦状になっている事が観察されますね(F1底面での空気の流れを可視化した画像：中央の青い渦状部)、また、掌を付けると僅かに吸い付く事で(トラクション的？)体験が出来ると思います。

   ・メカ素人の画像からの妄想的な気づき
   「フロア両サイドの切れ込み効果？」もうひとつ、タイアで発生する乱気流は強いとの事ですが、おそらくそれが車体との空気による摩擦抵抗を増すので、それからのガード効果もある？

   「レーキの効果？」
   フロントやリアウイング等から得るダウンフォースは、ストレートやコーナーリング中など一貫してグランドエフェクト効果を荷重等の慣性力による挙動を受けずに発生させるポジティブさがあるが、同時に高速走行時のストレートでも前方からの走行抵抗として逆にネガティヴに発生してしまうのでしょうが、
   おそらく、レーキアングルを増してもストレートは速度が増す事により路面垂直方向へモアプレッシャーとなり後輪側の車高が前輪部とフラットに近似していく事(セッティング)でポジティブ(フラット系)なアングルとなる事が可能なのかもしれません？。また、D.R.Sでさらにモアプレッシャーとなりますし。この、コーナリング時強いトラクションを得る為のアングルとストレートで有効なアングルとを両面で生み出すスイートスポットレーキをサスペンション等含めRed Bullは最適解を導けるエンジニアとしてトータルバランスに一歩秀でるという事なのでしょうか？

   以上、またメカ素人なので“添削”あればお願い致します。m(. .)m

   1. そこまで考察できる知識がおありなら、間違いなく玄人です。（素人撤回して下さいｗ）
      このコメント考察についてはほぼ合っていると思います。

      レーキについてはフォースインディアの神野さんにツイートで質問した方がいらっしゃいましたが「秘密です。」となぜか当ブログのリンクを貼ってくれました。今回のやり直しのきっかけはこの事もあり本気モードです。

      F1メカ知識において本当の正解はエンジニアにならない限りわからないでしょう。
      色んな意見を吸収して自分なりに解釈・理解して想像して楽しむ！これが一番だと思います。

      1. 楽しく！わかり易い！YouTube動画
         「タイヤ乱気流をパックする様に見えるフロントウイングの気流」
         「マシン後方直後の僅かなスリップストリーム域と乱気流域etc」

         さて、“タイヤの乱流”をフロントウイングからの左右からの気流でパックしてシャーシーに影響与え無い様にも見える？YouTube動画ありました。
         “Formula 1 airflow explained – 3D ANIMATION”
         https://m.youtube.com/watch?list=PL1GQR2wshpOdelxa_raAv8sty297UsLSQ&t=6s&v=XlBVQoRGiIw
         もうひとつ、フロント・フロア系・リアのダウンフォース配分、マシン後方の乱流域とオーバーテイク率アップのスリップストリーム域、前後マシーンのダウンフォース率を視覚化したと思われる動画です。
         “How ‘dirty air’ makes overtaking so hard in F1”
         https://m.youtube.com/watch?list=PL1GQR2wshpOdelxa_raAv8sty297UsLSQ&v=xdWFulVLOqg

         (Reコメント管理人さん、ありがとうございます。正解か否か別にほめて貰えて凄く嬉しいです。1年半前は、ダウンフォースの意味不明なレベルでしたから。)

      2. 「動画：基礎 “空力”」について

         参照：YouTube：Chain Bear F1
         https://m.youtube.com/watch?list=PL1GQR2wshpOdelxa_raAv8sty297UsLSQ&v=ZFEzMKYjShc

         『AERO(Air) DYNAMICS(Movement) 1・2・3』(大気中の流動学？)

         なお、以下テロップ記載されていました。
         「Aero Basics Summary」大気の基礎的要約？
         ・Air flows from high to low pressure.
         陽(高)圧から負(低)圧への空気の流れ。
         ・High pressure air pushes with more-force.
         高圧で 空気を 押すと 力が増す。
         ・Flowing air moves faster when squeezed.
         空気の流れは 急速な移動時に 圧搾される。
         ・Faster flowing air lower pressure.
         急速な空気の流れは 負圧化。

         「THE Ground Effect」 路面吸着or(clearance排出)効果？
         ・This is not the only reason rake is increased.
         レーキ(角)増加が一つの理由では無い
         ・Too much rake can decrease the ground effect.
         過度レーキは 路面吸着効果を減少化
         ・Very low pressure area suck towards.
         さらなる負圧領域は 吸着増加化

         以上、英訳は正確かは不明ですので添削あればコメントして下さい。
         m(. .)m

         そして『HONDA R&D and Toro Rosso 頑張れ！！！』

      3. 追伸(修正)です。m(_ _)m

         以上、YouTube動画(Autosports：How ‘dirty air’ makes over taking So hard in F1)は、主に“F1 ’17年からオーバーテイクをSoハードにする前マシンの後マシンへの『“フロントウイング”に起因する乱気流及びダウンフォースへの影響』の様です。

9. 最近、貴殿サイトのコメントに書き込み参加させて頂いております。
   過去のテーマに遡っていくと、このレーキ角に関する解説を拝見しました。以前から関心のあるテーマでした。

   F1GPカーストーリーという雑誌の最新号で1９９６年のウィリアムズルノーFW18がありましたが、このマシンにもハイアングルレーキ角車体コンセプトを導入していたという記事が載っていました。
   真横からの写真で、RB15ほどではないですが、リヤが持ち上がり車体全体が前傾姿勢でした。当時は全く気づかず分かりませんでした。
   この時から既に取り入れられてたのですね。
   エイドリアン・ニューイというデザイナーは先見性あったのですね。
   RBシリーズの車体造形がウィリアムズFWシリーズの流れを組んでいるようです。
   雑誌には、エイドリアンのウィリアムズ離脱の真相理由も載っていたのが興味深いでした。
   有り難うございました。