トンネルフロアを攻略する事は、空力エンジニアにとって大きな挑戦となっています。

 

私自身、ここまでの多様性を生み出すとは思っておらず、レギュレーションでマシン差を無くそうとする根底を覆すものでした。

2022年規定に先立ってマシン差は減少します、なんて言った事を深くお詫び申し上げます。

あまりにも自由度がありすぎました(笑)

 

それに関わる、フロアサイドエッジについての考察です。

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トンネルフロアの負圧とポーパシング

フロアの最大の負圧発生ポイントは、ディフューザーが始まる一番低いところです。

路面との空間が狭く空気の速度が高まり最大負圧を発生します。

 

しかし、その空間が車高ダウンと共に狭くなりすぎると、空気が溜まり流れにくくなります。

赤色のところでの空気は正圧に近くなると考えていいでしょう。

ダウンフォースが減少⇒サスペンションが伸びる⇒流れが速くなり負圧が復活⇒ダウンフォースが増加⇒サスペンションが縮む⇒流れにくくなり正圧、以後繰り返しでポーパシングとなります。

 

この流れにくくなる現象を抑えようと、様々なフロアサイドエッジのデザインが生まれています。

フロアサイドエッジのデザイン

ポーパシング(ポーポイズ現象)を抑えるためには、車高を上げて空気の流れを妨げないようにする必要があります。

やりすぎれば負圧量が減りダウンフォースが減ります。

 

車高を上げても負圧が逃げないようにするデザイン

https://www.auto-motor-und-sport.de/

フロアエッジが速度の上昇と共に路面側に引き寄せられ負圧漏れを防ぐ。

 

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フェラーリはマクラーレンのソリューションを真似た。

 

空気が溜まる手前でフロアサイドに排出するデザイン

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アルピーヌは突貫工事でフロアをざっくりカットしていたが、綺麗な流線形デザインになっています。

 

空気が溜まらないように前で排出するデザイン

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フェンスの裏でトンネルから空気を多く排出している。

 

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フェンスで発生する負圧は増加するが、後ろ側へ流れる空気は大幅に減少してしまうだろう。

リアでの負圧発生量が減りすぎると共に、トンネルフロア全体の流れにとって良いとは思えない。(フロア全体のエネルギーが減少する)

 

空気を逃がしたくないメルセデス

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フロアの最大負圧にこだわっているメルセデスですが、ほんの少しだけカットして排出ポイントをつくっている。

フロアダウンフォースと車高とサスペンションの関係性

フロアダウンフォース
流入空気量 多い 少ない
車高 低い 高い
メカニカルグリップ
サスペンション 柔らかい 硬い
車高 高く 低く

・サスペンションが柔らかい⇒メカニカルグリップが増える⇒ダウンフォースで縮む⇒車高を高く⇒フロアダウンフォースが減少

まとめ

フロアで負圧を多く発生させる事は、ドラッグを伴わないダウンフォースを作る事とイコールです。

車高を上げてポーパシングを抑えると、フロアダウンフォースは大幅に減ります。

足りない分をウィングで稼ぐとドラッグが増えます。

 

車高アップでドラッグが増加、ウィングでもドラッグが増加、2重苦となっているチームが多数存在します。

しかし、クイックラップではないレースラップなら、フロアダウンフォースが強い方が楽になるので、予選を捨ててレースペース重視にするメルセデスの戦略も理にかなった事でしょう。

 

アストンマーチンは、当初の想定よりも40mm高いセットアップを余儀なくされているそうです。

それによって失うダウンフォースはリアだけでなく、フロア前方のダウンフォースにも影響を与えます。

 

トンネルフロアへ入れる空気量が多く、ディフューザーで抜きだす空気量が多ければ全体的なダウンフォースは高まるでしょう。

しかし、それに耐えられるサスペンションは存在しません。(リジットならいける・・・)

 

今年からのマシンは、柔らかめのサスペンションが必要です。

低中速域でのメカニカルグリップが重要となる、そのサスペンションに対するフロアのダウンフォース、そして車高のコントロールとなります。

 

今のところ、その最高のバランスを見つけられているのがフェラーリ、次にレッドブルとなっています。