F1の1,600ccシングルターボエンジンは単体で850hpを発生する。

コンプレッサーで圧縮した空気をエンジンに送り込むが、高温になった空気を冷やすためにインタークーラー(チャージ・エア・クーラー)が使われる。

インタークーラーはチーム側が用意するものとなっているが、フェラーリはパワーユニット一体型で供給、メルセデスは2022年から水冷インタークーラーを希望に応じてセット供給するようになっている。

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メルセデスの水冷インタークーラー

メルセデスはSynergistic Air-breathing Rocket Engine (SABRE)の開発過程で得られた水冷インタークーラーを使用している。

Reaction Enginesのpre-Cooler技術が応用されています。

https://twitter.com/NicolasF1i

水冷インタークーラーは円錐状になっている。

インタークーラー用ポンプ(緑色矢印)があり、クーラント用のパイピング(青色矢印)が伸びているのがわかります。

インタークーラー用ラジエーターは左右振り分けになっているだろう。

 

空冷インタークーラーを使用しているマクラーレンは、それが収まる場所が空洞化している。

 

アストンマーチンとウィリアムズはサイドポッドから空冷インタークーラーが消えており、今年からメルセデスの水冷インタークーラーを使用している。

SABREとは逆の流路を辿るF1用インタークーラー

超高高度用のジェットエンジン+ロケットエンジンでは、上図のような空気の流路が形成される。

 

F1用では流路が逆になり使用されている。

 

 

メルセデスの円錐型は、このロケットエンジンの形に似ています。

あぁ~それで宇宙技術が・・・との報道が多かったのかな?

 

フェラーリも環状(円筒)型の水冷インタークーラーになっており、今後の熱管理技術において当たり前になっていくと思われます。


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環状型インタークーラーは熱交換の技術革新

Reaction Enginesがイギリスとアメリカの共同宇宙開発なら、conflux technologyはオーストラリアの宇宙開発を担っている。

どちらもマイクロチューブ技術と金属3Dプリンターを使用している。

confluxによると従来の箱型のインタークーラーより

  • 水側の圧力損失を82%削減
  • 湿重量を39%削減
  • 空気側の圧力損失を 24% 削減
  • 15% 小さいコアボリューム
  • 大幅なコスト削減

が達成されていると言う事で、かなり高い改善数値が示されています。

 

水冷は空冷に比べて、クーラントを使用する為に重い、ウォーターポンプ用の出力が必要(エンジンパワーを使う)など、大きなメリットは無かったけどここまで大きな改善数字が示されるとなると、重量とスペース面で結構な差がありそうです。

ルノーの水冷インタークーラー

アルピーヌ・ルノーの水冷インタークーラーは箱型で昨年までよく見られた形状です。

https://twitter.com/NicolasF1i

まとめ

水冷インタークーラーは、2014年よりメルセデスチームとフェラーリPU勢が使っています。

2022年ルノーも水冷になり、空冷はRBPT(ホンダ製)とマクラーレンのみの計3チームになっています。

 

来年にはマクラーレンも使用するとみられ、空冷はRBPTのみになるでしょう。

 

ホンダ製のコンプレッサーは圧縮空気を左右のインタークーラーへ導くためにツインアウトになっており、この水冷を使うには大きな壁があります。

もうコンプレッサーを変更する事は出来ないので、RBPTは2025年まで空冷となるでしょう。

 

とは言っても勝ちまくっているレッドブルなので、この差がどれだけのものかと言うと正直わからない。

古典的でアナログ的管理な空冷にもメリットがある。

サイドポッドの大型化によってスペース的なデメリットが大きく減っているのが救いかもしれない。