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【F1 Anlysis】フロアダウンフォース・車高・サスペンション・タイヤの関係性

【F1 Anlysis】フロアダウンフォース・車高・サスペンション・タイヤの関係性

2022年から大きく変わったF1レギュレーション、フロアの開発自由度が非常に高い。

ベンチュリートンネルは非常に感度が高く、速度の上昇と共にその効果は初期シミュレーション以上に増加した。

これには理由があり、増加するフロアダウンフォースによって車高が下がりその効果を更に増幅させた事が挙げられる。

 

今や無敵の強さを誇るレッドブルでさえ2022年バルセロナテストではバウンシングに見舞われている。

ディフューザーのストールによる空力由来、サスペンションのストローク限界由来、どちらも非常に問題となる。

各マシンの特性やセッティングを知る上でこの関係性を知っておきましょう。

フロアダウンフォースと車高

フロアは路面に近づけば近づくほど、その間の気流が速くなり負圧が増加し、ダウンフォースになります。

上の画像は速度を表したもので、赤いほど速度が高い。

 

車高が低くなればダウンフォースが増えるが、完全に路面に接触(ボトミング)すれば流れが止まりダウンフォースが失われる。

後方ディフューザーで気流が上昇せず(ストール)に路面を這うように流れればダウンフォースが失われる。

車高とサスペンション

車高はダウンフォースの増加によって縮むサスペンションによって低くなっていく。

https://twitter.com/ScarbsTech

 

F1においては左右のロッカーに挟まれるヒーブが重要であり、荷重(荷重移動によるGやダウンフォース)によって縮み車高を変化させます。

 

ベース車高を低く設定すれば、ダウンフォースによって縮むストロークを小さく、全体的に硬くする事が必要になる。

 

硬いサスペンションはバンプの吸収性が悪化する。

サスペンションストロークが限界に達すると、バンプを吸収出来なくなりバウンシングが発生する。

 

逆にベース車高が高ければサスペンション全体を柔らかく設定出来る。

サスペンションとタイヤ

18インチホイールはタイヤのサイドウォールの厚みが無くなり、変形して路面に接触する面積が減っています。

変形する事によるサスペンション効果も大幅に減っている。

(鈴鹿のデグナー1は高速でターンする為、マシンのロールやタイヤの変形を確認出来る最適なロケーションです。)

 

13インチホイールタイヤは大きく変形する事で、横方向への粘り、設置面積を増加させていた。

18インチホイールタイヤではタイヤ変形による粘りはほぼ皆無なので、サスペンションの柔らかさで対応する必要があり、横Gによる適度なロールが必要になる。

まとめ

レッドブルの強さはサスペンションの適度な柔らかさにある。

レースペース決定づけるタイヤの保持力、横方向に対する粘りがある事に他ならない。

 

特にタイヤを減らす高速コーナーのスライドは、最大横G発生時に如何にしてロールを上手く使えるかの問題です。

ロールすると言う事は、路面とフロアは平行から離れている事であり、その状態でフロアのダウンフォースが安定していなければならない。

 

 

マイアミの高速コーナーでクラッシュしたルクレールは、車高が低く、サスペンションが硬く、バウンスしたためにフロアが路面に接触、ダウンフォースが失われた事にある。

同じくラインを大きく外したフェルスタッペンはクラッシュすることなくコントロール出来ている。

適度な車高を維持、横方向への粘りがある。

 

 

全体的に柔らかいサスペンションを使える事が条件であり、それは路面とフロアの距離変動が多い事を示しています。

フロアと言ってしまえば弊害があるので、リア側のフロアと言った方がいいでしょう。

 

ロールさせるので、フロアは中心を基準にしなければならない。

高さの変わる両サイドにあるベンチュリートンネルに頼っていては、その感度の高さにサスペンションセッティングを合わせるのは至難の技となる。

レッドブルのディフューザーが中心から外側へ小さくなる理由はそこにあるのです。

イン側のフロアは高くなるので、フロアサイドエアロシールは欠かせない、ダウンフォースが減り車高が上がる低速域でもそれは機能し、柔らかいサスペンションはメカニカルグリップが高くなる。

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コメント Comments

コメント一覧

  • がコメント

    2023-05-16 10:25

    今のレギュレーション見たときに足回りがかなり重要度高いなぁと考えてましたが、ここまで足回りを攻略できてるチームが少ないとはちょっと意外でした。

    • Jin(F1モタスポGP管理人) がコメント

      2023-05-16 10:47

      2008年ぐらいからイナーター、2015年ぐらいから油圧ヒーブ、それらに頼りきりだった。
      そして普通のサスを理解していて一捻り加えたニューウェイ先生の独走を許す。

      • じゅんた がコメント

        2023-05-16 14:17

        基本中の基本である足回りで先行するレッドブル。
        そして高レーキマシンで培ったフロアエッジのシール。
        凄い差になってしまいましたね。

      • Jin(F1モタスポGP管理人) がコメント

        2023-05-17 23:50

        それもあるのですが、ベンチュリートンネルで狭くなる範囲が少ない事が衝撃的ですね、リアなんて一瞬ですから。
        ディフューザーに頼り過ぎないコンセプト、こんなの何が起こるかわかってないと選択できない。

  • がコメント

    2023-05-16 14:39

    最強のリアエンドを丸々もらってるのに何の強みもないアルファタウリは一体何してるんですかね

    • Jin(F1モタスポGP管理人) がコメント

      2023-05-17 22:29

      昨年からサイドポッドの形状が変わっていない事で察して下さい。
      何もしてません。

  • ハイドロニューマチックのハイド抜き がコメント

    2023-05-17 22:10

    2021年までのステップボトム時代(レーキも併用)にメルセデスがフロントサスペンションに使っていたロールロック機構のようなシステムは、今のグラウンドエフェクトカーで使っていないですね?
    ロールは規制したいけれども、だからと言ってガッチリ固めてしまう
    とメカニカルグリップの面で悪影響出てしまう。
    柔らかいサスペンションで、いかにバランス取るかが最大のテーマ。
    レッドブルは、ハイレーキだったRB16Bまでのマシンでもメルセデスのようなロールロック機構は使わないでダンパーによってロール制御を行っていましたね(ある程度のロールは許容していた)
    メルセデスのロールロック機構は、フラットレーキマシンには最適なモノだったでしょうね(その代わりタイヤの熱が入り難いと言うアキレス腱を抱えてしまいましたが)

    • Jin(F1モタスポGP管理人) がコメント

      2023-05-17 22:31

      メルセデスはフロントロールロック使ってます。
      イモラで変えてくるかな?

      • ハイドロニューマチックのハイドロ抜き がコメント

        2023-05-17 08:01

        2021年メルセデスW12にロールロック機構と共にフロント左右プッシュロッドのトーションバースプリングロッド棒を廃止無くしてヒーブユニットだけで車高コントロールもしていましたが、
        W14はトーションバースプリングの省略までしているでしょうか?
        グラウンドエフェクトカーに左右独立のツインが良いのか?左右まとめて1本にするモノショック的なのが良いのか?
        W14のフロントサスペンションユニットの画像を見てみたいです。
        ロッカーアームの回転軸部分を?

      • Jin(F1モタスポGP管理人) がコメント

        2023-05-17 11:19

        流石にトーションバーあると思うけど無くても良いのがF1なんですよね。

  • がコメント

    2023-05-17 09:26

    左と右の車体傾きが大きいほどアンバランスになってしまう(片方が路面に近づき過ぎて接触、もう片方が浮いて路面から離れる)のが、よく理解出来ます。
    これを機械式サスペンションだけで、あらゆる作動領域でロールをコントロールするのは至難の技。
    グラウンドエフェクトカーを解禁したのだから、そろそろアクティブサスペンションも解禁したらどうかと思いました。
    本格的な電子制御フルアクティブでなくても簡易的でドライバー自身が手動操作する全チーム共通(FIA標準パーツ指定)アクティブサスペンションにすればコストパフォーマンスもクリア出来て公平な競争も可能なF1レースが実現出来るかと?
    過去のウイングカー+アクティブサスペンションの組み合わせが実現かなわなったので是非とも次世代PUが始まる2026年から。

  • じゅんた がコメント

    2023-05-23 23:49

    今更ながら気になったのが、アストンマーチンのリアサスペンションです。
    アストンマーチンは、メルセデス製を使ってますが、レッドブルのような柔軟性があるとは思えません。
    レッドブルのコンセプトのアストンマーチンが、メルセデス製リアサスペンションでもパフォーマンスを発揮出来ているのは何故でしょうか?
    この差も(他にも諸々でしょうけど)レッドブルとアストンマーチンの差に繋がっているとの認識であってますか?

    • Jin(F1モタスポGP管理人) がコメント

      2023-05-23 01:31

      リアサスの柔軟性を作るには?
      トーションバー、ヒーブ、ロールバーが柔らかい設定になっている事
      柔らかいと荷重により縮むのが早くなる
      縮むのが早いので稼働距離を増やす
      稼働距離を増やすには車高を上げる
      荷重量の増加を抑えれば縮むのを遅らせる事が出来る
      稼働距離が多い場合車高の変化が多い
      車高変化による荷重量の増減範囲を減らせる空力
      キックポイントの広さとディフィーザーの感度を下げれば高速域の縮みを抑制出来る
      ・・・・・
      この様に色々な条件を挙げてみると、見えてくるものがあります。

      レッドブルのリアサスは、トーションバー、ヒーブ、ロールバー、ロールサス←これがある
      調整が1段階多いのが特徴です。

  • がコメント

    2023-05-24 22:30

    アストンマーチンがメルセデスPUカスタマーとして同じギヤボックスを使っている限り今のポジション(チームランキング2位)を維持出来てもレッドブルと少なくとも対等にタイトル争い出来るまでのレベルに引き上げるのは難しい?
    2026年からホンダPUに変更するとなると必然的に自前のギヤボックスケーシングを使わないといけないですからね。
    2025年まではメルセデス製を使えるけれども2024年、2025年に準備して置かないと間に合わない。
    メルセデスワークスも新しいギヤボックスケーシング(プッシュロッドサスペンションに対応した)を出してくるか興味深々です。

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