F1のサスペンションは、すべてが機械的に動作しながら路面への追従性に優れ、微振動を消し去っている。
特にサードダンパーなどに分類される油圧やガス制御のヒーブサスペンションは、空力との相関関係によって車高を変化させ、ドラッグの低減やターンイングリップの向上など、様々な効果を発揮している。
2022年の新レギュレーションにおいては、トップチームによる行き過ぎたサスペンションの技術進化を止めるべく油圧サスペンションの禁止が盛り込まれている。
先ずは、英語レギュレーションの翻訳を読んでみよう。
10.2 スプリングサスペンション
10.2.1 車にはスプリングサスペンションを取り付ける必要があります。
10.2.2 各車軸（前部と後部）のサスペンションシステムは、他の車軸から独立している必要があり、その応答がその車軸の車輪に加えられた荷重の変化からのみ生じるように配置されている必要があります。
10.2.3 サスペンションシステムは以下で構成されています。
a. アウトボードサスペンション：アップライトをスプリングマスに接続するサスペンションメンバー、アップライトとアタッチメント、ホイールアクスルとベアリング、ホイールファスナー、およびホイール全体。
b. インボードサスペンション：ホイールにかかる荷重の変化に対するサスペンションシステムの垂直サスペンショントラベルレスポンスを提供するコンポーネントの機械的配置。
内側のサスペンションはバネ下質量の一部と見なされ、外側のサスペンションはバネ下質量の一部と見なされます。
10.2.4 構成を変更したり、サスペンションシステムの一部の性能に影響を与えたりする可能性のある電動装置は禁止されています。
10.2.5 車が動いている間は、サスペンションシステムを調整することはできません。
10.2.6 各車軸で、サスペンションシステムの状態は、2つのロッカーの回転と角速度によって一意に定義される必要があります。慣性効果とヒステリシス効果は、偶発的なものであれば許容されます。
さらに、次のシステムまたは構成は許可されていません。
a. ロッカーのボディ加速度および/または角加速度に対するサスペンション要素の応答（例：イナーター、マスダンパー、ダンパー内の加速度に敏感なバルブ）。
b. サスペンションシステムとブレーキシステムまたはステアリングシステムのカップリング。
さらに、サスペンションジオメトリの運動学によって引き起こされる車高の変動は、前輪の主回転軸とX平面の間で測定した±12°の範囲で2mmを超えてはなりません。適合性は、CADを使用して、合法的な車高で車両を使用し、中心点が[XW = 0、YW = -178、ZW = 0]である球形の外面と直径710mmの剛性セットアップホイールを使用して実証する必要があります。
誤解を避けるために、「アンチダイブ」、「アンチスクワット」、「アンチリフト」などの接地面力の反応に影響を与える固定サスペンションの運動学的形状は許容されます。
c. セルフレベリングシステムまたはフィードバックループを介した、あらゆる形態の車高制御または変更。
d. 第10.4.3（b）条に準拠するパッシブダンピングを除き、トリガーとして機能するトラックイベントに起因するサスペンション特性の変更。
e. 車輪に加えられた負荷の変化に応答して偶発的でない非対称性（例えば、ヒステリシス、時間依存性など）をもたらすであろう、遅延展開および／または任意のサスペンションシステムのための任意の手段を介したエネルギーの貯蔵。
f. 要素の状態を使用して別の要素の応答を変更するような、サスペンション要素間の結合。
g. 異なる状態間でサスペンション要素の特性を変更することを目的としたスプールバルブ、スイッチ、ラチェットなどのシステム。サスペンションダンパーエレメント内のバルブは、唯一の機能が第10.4.3（b）条に準拠しながら、ダンパー力応答の受動的変化を提供することである限り、許容されます。
h. 第10.1.5条で定義されているマスダンパー。
10.4 インボードサスペンション
10.4.1 フロントアクスルとリアアクスルのインボードサスペンションは、ホイールごとに1つのロッカーを介してのみ作動させる必要があり、各ロッカーへのアウトボードサスペンション接続は1つだけです。
ロッカーは、バネ付きマスにしっかりと支持され、バネ付きマスの固定軸を中心に回転する機械装置であり、他の相対的な自由度はありません。
10.4.2 サスペンション要素は、ロッカーまたはスプリングマスにのみ接続できます。このような接続はノードとして分類され、次の制限が適用されます。
a. それらは、ノードでの相対回転のみを許可します。
b. 複数の要素が物理的に1つのコンポーネントに結合されたり、物理的に一致するノードを共有したりする場合でも、サスペンション要素が他の要素と並行してのみ機能するように配置する必要があります。
c. 各要素のエンドノード間には、相対的な自由度が1つだけあります。例えば、サスペンションシステムの他の部分のフィードバック信号を得るために、要素の他の部分への機能的接続を使用してはならない。
d. データを提供することを唯一の目的とするセンサーを除いて、他のデバイスがノードに接続したり、ロッカーに作用したりすることはできません。
10.4.3 許可されているサスペンション要素は次のとおりです。
a. スプリング–その主な目的は、ノード間の相対的なたわみ（またはねじれによるトルクの増加）を伴う単調に増加する荷重関係でエネルギーを吸収および解放することです。
複数のばねを直列または並列に組み合わせて、ノード間に単一のばね要素エンティティを生成し、ノードで測定した結果が上記の単調要件に準拠し、設計のどの部分にもこの関係を変更する目的や効果がないことを示します。
流体媒体を使用するばね要素は許可されていません。
b. ダンパー–その主な目的は、ノード間の相対速度の関数として運動方向に反対の力を生成することによってエネルギーを散逸させることです。
第10.2.6条に違反する目的および/または効果のために、大きく非対称な減衰力を利用することは許可されていません。
ダンパーエレメントの機能の一部としてのガススプリングは、キャビテーション防止の目的で、ノード間で測定されたスプリングレートが10N / mmを超えない限り許容されます。
ヒステリシスは、それが偶発的なレベルであり、その主な目的に関連して要素の応答を変更するために固有のヒステリシスを利用する試みがなされない限り、要素で許容されます。
ばね要素とリンクに油圧の禁止
上記のレギュレーションにて、気になる箇所を赤字してみました。
- ボディ加速度および/または角加速度に対するサスペンション要素の応答（例：イナーター、マスダンパー、ダンパー内の加速度に敏感なバルブ）
- サスペンションジオメトリの運動学によって引き起こされる車高の変動は、前輪の主回転軸とX平面の間で測定した±12°の範囲で2mmを超えてはなりません。
- フロントアクスルとリアアクスルのインボードサスペンションは、ホイールごとに1つのロッカーを介してのみ作動させる必要がある。
- 大きく非対称な減衰力を利用することは許可されていません。
- 流体媒体を使用するばね要素は許可されていません。
- ロッカーから離れたリンクメカニズムを実現するために、剛性があり、質量と設計が最小限である必要があります。流体媒体を使用したリンクは許可されていません。
油圧とよく言いますが実際はガスなども使わている、よって流体媒体と記載されてます。
上の画像は、メルセデスが公開したリアサスペンションの構造ですが、ロッカーから離れて左右をリンクするヒーブスプリングはこの規定により使用禁止となります。
※パイプの中にトーションバー（ばね）がある、ホイールからのロッドはトーションバーを回す、ヒーブユニットはトーションバーの付け根が繋がったパイプを回す。
荷重によって回るのはパイプ、路面からの衝撃で回るのはトーションバー、これによりダウンフォースが増加する高速域で車高を下げる事が出来る。
両輪にかかるダウンフォース荷重の合計で伸び縮みするヒーブユニットが使えなくなり、速度の上昇に伴うリア車高ダウンが出来なくなると言う事です。
リンクメカニズムを実現するために、剛性があり、質量と設計が最小限である必要があるとは、アンチロールバーなどの事を指すでしょう。
ボディ加速度および/または角加速度に対するサスペンション要素の応答（例：イナーター、マスダンパー、ダンパー内の加速度に敏感なバルブ）の禁止。
これは発生する振動周波数をヒシテリシスで打ち消す周波数を発生させてはならない事。
サスペンションジオメトリの運動学によって引き起こされる車高の変動は、前輪の主回転軸とX平面の間で測定した±12°の範囲で2mmを超えてはなりません。
これは、ステリングを切るとフロント車高が下がるPOU設定の事を指す、ステアリングによって前輪舵角が72°なら車高変化は12mm未満にしなければならない。
現行技術の禁止事項一覧
- ハイマウントアップライト
- 左右リンク式ヒーブサスペンションユニット（ロッカーとトーションバーに繋がっていない）
- イナーターダンパー
- フロントPOU（pushrod on upright）
まとめ
新しいサスペンション規定は、実際のところ技術の後退である。
電子制御アクティブサスペンションの禁止以降、F1チームは様々なシステムを開発してきた。
前後サスペンションのヒーブダンパーを油圧ラインで繋げたり、それが禁止されるとヒーブダンパーをもう一つの油圧システムで制御したり、いたちごっこ状態が続いていた。
ヒステリシスを禁止する。
ヒステリシスとは、現在発生したエネルギーを時間差で解放する事、現在のリアヒーブサスペンションは正にこれであり、貯め込んだ荷重エネルギーを解放して車高を戻している。
このような複雑なサスペンションは下位チームも購入する事ができるが、いざ稼働させるとなると膨大なシミュレーター作業が発生する事は否めない。
セッティングも非常に複雑で、ドライバーを困惑させているだろう。
2022年からは4つのスプリングとダンパー、前後のアンチロールバーとなるので、路面から伝わる感覚がダイレクトになると思います。
トンネルフロアと大きなディフューザーも実装され、左右リンクに流体媒体の要素が禁止になる。
これにより荷重変化（ダウンフォース）とリンクした車高調整が出来なくなりハイレーキやミドルレーキ、なんならレーキセッティング自体がほぼ消滅するでしょう。
本当の答えは2022年2月に公開されます。
※初回投稿日2021.11.3→更新日2022.5.14
トルコGP限定カラー(ホワイト)RB16Bのフロントサスペンション、
RB16の時と比べてヒーブユニットのシャフトが細くなりましたね。
皿バネも大小、複数の組み合わだったのがシンプルになった感じ？
それ以外の赤いロールダンパー類は従来どうりですね。
1982年ウイングカーが禁止されて→翌年1983年フラットボトムカーになり→1994年途中からステップボトムカーとなって現在に至る。
それが再びウイングカー(グラウンドエフェクト)に戻る？
一度は危険だから禁止したウイングカーを復活許可した本当の狙いは、ここにある(油圧を使っての姿勢制御許さない)のでしょうか？
フラットボトムはアクティブじゃないと制御不可能（二人の死亡事故）→ステップドボトム
ステップドボトムは、前後ライドハイトや様々な空力ソリューションが必要で融合に時間とお金がかかる、下位チームに開発は不可能、後方乱流が低く広範囲に発生する。
インディや下位カテゴリー（F2･F3･Fe･SF）でトンネル系フロアが使われ、その効果は確認される。
F1は一歩進めた大型ディフューザーとリアウィングで、後方乱流をマシンの真後ろ上方に発生させる予定。
こんな流れでしょうか。
新シーズンはタイヤの扁平率も変わってサスペンション効果も減るので
サスペンションは根本的に変わりそうですね。楽しみです。
それでも僅かな性能を追求してトップチームは異常な資金を投入して性能向上を目指すのでしょうね。
いっそコンピュータ制御のアクティブサスを許可した方が開発コストも運用コストも下げられるのでは？と思いました。
それが、2026年規定の焦点ですね。
共通パーツで運用する、全車同じ効果を得られる、コスト削減につながる。
変なバンプで空力効果が変動することもなくなるなどなど。
一部の報道では、アクティブサス復活なんて話も出てますね。
MGU-Hを無くす代わりにMGU-Kでの回生が増えるがバッテリーの重量等も増える事から、マシンバランスをとる為にアクティブサス解禁。
PUが変わるのは、色々と影響が大きいですね。
ポルシェがICEは共通化して回生部分だけで競いたいような事を言ってるようですが、そんな方向性なら参戦するなよｗ
これってつまり、楽に勝てる方向でやりたいってだけでしょ？
とも感じます。
フラットボトム、ステップボトムに変わったF1と対照的に、ずっとベンチュリー構造を続けているインディーカーは御手本になりますね。
ウイングカー時代のF1は、周辺技術が追い付いていない(カーボンモノコックが全チームに浸透していないなど)のが原因で、安全性に問題とかありましたが、現代の技術で再び復活出来る事に？
導入１年目は様子見になるかも知れないですが、新しい技術が現れるキッカケになると面白いでのすが(サスペンションでは無いですがレギュレーションがガチガチに固すぎて難しい)
追伸
10.2.4の電動装置は禁止されている内容なので、電動モーターによるサスペンション可動は当然アウトですね。
ロッカーアーム回転軸を電動モーターによって正転↔️逆転させたり、左右を別々の動き(同位相、逆位相)すれば面白い制御出来るのですが？業界初の電動フルアクティブ完成
先日質問したことの内容を詳しく載せて頂きありがとうございます
ざっと読ませてもらいましたけど今のサスペンションは複雑なセッティングを実質電制なしで行えてるのが素晴らしいですね
フロントサスはあれだけガチガチに固めてても無駄に車体が跳ねたりすることが無いのも少ないストロークの中で緻密な動きをしてる感じですね
来年以降はここまで高性能なサスペンションが見られないと思うと残念だけどトップチームはヒステリシスとか他の解釈を上手くして独創的なユニットを開発してくるでしょうね
ウイングカー時代にポーパシング現象(車体前後がシーソーみたいに上下にピッチングする)に悩まされた苦い教訓ありました。
新しくグラウンドエフェクトカーがスタートしますが、
サスペンションに色々規制加えられると安定した車体姿勢を保てるのか疑問を感じています。
油圧に変わる何か画期的な機構でも見つかれば良いのですが？
車体重量がヘビー級なので、フワッと浮き上がる事が起きないと思いますが？
今のサスペンション技術との組み合わせなら問題ないですよ。
F2やSFと同じようなサスペンション構成になる、SFを見てると素晴らしく安定している。
746→792kgになるのに、ラップ0.5秒落ちのシミュレーター結果らしいですしね。
あとサーキット路面の改修も大事ですね。
ひどく荒れた凹凸の激しいバンブは出来る限り補修して欲しいですね。
ドライバーが自信持ってレース出来る環境を提供すれば安心出来る。
開催数を増やすよりも安全性を重視。
ヒステリシスですが、
私達の身の回りにある機械部品で「ゼンマイバネ」もでしょうか？
最初に手巻きしてエネルギーを保存して少しずつエネルギーを放出。
よく柱時計の動力として使われましたですね。
それは単なる貯蔵になるので違います。
今現在受けている力＋過去に受けた力によって状態が変化する事。
共振（偶発的に起こる）などはこの意味に該当するかな。
ヒシテリアスとはヒステリシス(Hysteresis)の事ではないでしょうか？
ggr先生に聞いてもこのサイトしか該当しませんしおそらくtypoかと思いますが、念の為
うん、間違いなく誤字です(笑
発音しにくい単語は、どうもダメ、すいません。
流体がダメって事は、油圧だけでなくガスもダメって事になるんですかね？
気になるのがシーズン中&シーズン後にテストがあったミュールカー。
このミュールカーって既にサスペンションも新レギュレーション準拠の物に変えてたんですかね？
リンクには、油圧・ガス・空気など全部ダメです。
ミュールカーのインボードサスペンションが変更出来たかは未確認ですが、多分許さない事だと思う。
油圧が使えないサスペンションによって
路面からドライバーに伝わるキックバックは、これまでよりもキツくなるのでしょうか？
フラットな路面であれば問題無いと思うのですが、
ステアリング系には油圧使える(パワーステアリング)ので、こちらからのキックバックは緩和されている。
最後の砦で頼れるのは、タイヤだけですかね。
ダンパーは今まで通り油圧やガスが使えます。
ここで問題定義しているのは、今のF1マシンにとって重要な車高制御用の左右リンク式ヒーブユニットが使えなくなると言う事。
速度が低い時はフロントを下げリアを上げる、速度が高い時は逆です。レーキ制御が出来なくなると言う事になります。
4つのサスペンションでやろうと思えば、新しいメカニズムが必要になり難しい。
これまでレッドブルRBシリーズの深いレーキ角を見慣れたせいなのか
次の新F1マシン(グラウンドエフェクトカー)にもレーキ角を求めてしまう傾向ありますが、レーキ制御が出来なければ意味が無いですね。
それでは以前のメルセデスのように完全フラットが良いか？と言うとそんな簡単な話では無い。
メルセデスもロングホイールベースとの組み合わせで最大の性能を引き出す事が出来たが、ホイールベースも標準化されて短くなる。
要するにフラットであろうとレーキ角が付いているであろうと、
フロントとリヤの車高制御を上手くコントロールする事こそ、
グラウンドエフェクトカーの性能を引き出す最大の秘訣ですね。
FIAが頑なにアクティブサスペンションを許可してくれないのは、
コストが問題なのだろうか？
全てのチームに共通共用のモノを供給すれば公平性は実現出来る。
来年はエアロダイナミストよりもサスペンションのスペシャリストが活躍して忙しくなりそうです。
ダンパーは1本づつ、独立して使う必要があるのでしょうか。
マクラーレン初期の市販車に採用された、前後左右の各ダンパーを油圧で相互接続するモノがありましたが、もし、こういった仕組みが合法且つ、姿勢制御ができるならば「リンク」では無いですね。
ダンパーは、ばね要素の対になってエネルギーを拡散させるものと書かれています。
前後リンクはかなり前に禁止、2022年からは左右リンクも禁止ですね。
更にサスペンション本体とロッカーの取り付ける箇所は一つと書かれていますので、トーションバーの根本を回すロッカーが付けられない。
車高制御は詰んでます。
コメント、ありがとうございました。
こんな四面楚歌みたいな状況でも、アイデアを捻り出してくるデザイナーは凄いですね！
トーションバースプリング(捻り棒)は、片端を固定して片端に回転力加えて捻る(力を抜けば元に戻る)のが作動原理ですが、
左右の連結さえしなければ(ヒーブユニットを無くして)今までどうりトーションバースプリングを使い続けられるのでしょうか？
メルセデスが以前から使っていたロールロック(葉っぱ、なすびの形)これも禁止で使えなくなってしまうでしょうか？
トーションバーは、ばね要素なので使えます。
トーションバーを回すロッカーは、ロッドが繋がってるところ。（片側のみに反応）
ヒーブは、左右トーションバーの根本が繋がる筒にのみ繋がっていてそれを回します。（両側の荷重合計）
アンチロールバーは車体に固定されていて、左右トーションバーの根本が繋がる筒を回します。（片側の荷重をもう片方に反射）
リンク（剛性があり、質量と設計が最小限である必要があります。流体媒体を使用したリンクは許可されていません。）
メルセデスのフロントアンチロール機構は使えると思います。