新マシンレギュレーションは、2022年より始まります。
2021年は、2020年マシンの大部分を凍結、トークン制度で変更出来る箇所が、ほぼ1か所でした。
全てが作り変えられる2022マシン開発、各チームは予算制限や風洞制限を最大限利用して研究を進めたはずです。
2022ルールの目玉とも言うべく、グラウンドエフェクトを最大化させるトンネルフロアを中心に、CFD解析データを確認しましょう。
トンネルフロアのCFD解析
データ引用元：https://www.f1technical.net/
2020年フロアの圧力分布図は以下です。
そして、2022年フロアの圧力分布図です。
フロア全体が負圧になっています。特にフロアへの空気導入部分で大きく向上しているのがわかります。
ダウンフォース量の比較
2020年⇒2022年での変化割合を表した図です。
※赤=ドラッグ、青=ダウンフォース
Under Bodyの項目であるフロアは、約50%もダウンフォースが増加する。
そして、ノーズまでフラップを伸ばす事になったフロントウィングは約36%。
幅が広がりビームウィングが追加されたリアウィング全体は約25%増加しますが、大きな翼端板を失いボルテックスを生成できなくなる事によって、ドラッグは約28%も増加する。
フロアダウンフォースの安定と格差の減少
フロアダウンフォースを、多く発生させ安定させる事は、F1において極めて重要な空力開発です。
【F1空力学】や【F1メカ学】と題して、様々なソリューションを振り返ってきましたが、それらのほとんどはフロアと路面の距離を一定に保つものや、フロアの空気量を増加・流速を上げるものばかりです。
独自に研究開発できる部分が少ない2022年型トンネルフロアは、各チームの格差を大きく縮める事になるでしょう。
特にタイヤと路面に挟まれる空気は、フロアへの流れを邪魔する乱流となります。
フロントはY250ボルテックスやバージボードで防ぎ、リアはリアタイヤ前のフロアから空気を引き込んだり、ブレーキダクトを利用したボルテックスでディフューザーへの乱流進入を防ぐようにしています。
新型トンネルフロアには、その乱流を防ぐフェンス状のスカートが存在するのです。
また、Tトレイが無くなる事によって、その形状に左右される事無く、安定した空気量をフロアに引き込む事ができます。
トンネルフロアのデメリット
フロアダウンフォースの増加と安定化ばかりに気を取られがちですが、フロアの底上げよってサイドポットエリアの重心は上昇します。
現行のトレンドである薄型構造では、ラジエーターなど補器類の収まる場所や内部空気の流れを保つために、大きな努力を必要とするでしょう。
サイドポットが大きくなるとドラッグが増加したり、コークボトルの絞り込みの差によって、リアビームウィングとディフューザーの効率に影響を与えます。
重心を上げないようにしながらも空力的損失を最大限低くする事が、各チームの大きな課題となる。
大部分では共通化が進んでいますが、まだまだ開発領域が残っているF1。
限られた予算と時間で賢く開発したものが勝利すると言う「新しい競争」に、私たちは馴染んでいく必要があります。
2014年より実効する施策がことごとく格差を広げてきた事実。
格差を完全に無くすのではなく、縮める事がF1の目指すところなのです。
※初回投稿日2020.5.18→変更日2021.12.25
コメント Comments
コメント一覧
ハイドロニューマチックサスペンションのハイドロ抜き がコメント
2020-05-19 22:31
これだと、レーキ角度を付けたやり方(レッドブル)が無くなって、フラットレーキなやり方(メルセデス)になりそうですね。
より高度な車体姿勢変化や車高変化のコントロール技術が求められますね(サスペンション技術も含めて)
この車体(ベンチュリー構造)に見合ったパワーユニットも必要なので、レギュレーション改定して欲しいです。
Vバンク角度の変更(９０度→１２０度)や、吸排気レイアウトの変更(外側吸気、内側排気)にして欲しいです。
Jin(F1モタスポGP管理人) がコメント
2020-05-19 03:03
この実験のレーキ角は1.4°の設定、まぁまぁの数値だと思います。
Tトレイが無くなった事により、レーキセッティングの自由度は格段に上がります。
リアウィングのドラッグを減らすためにも、レーキの上下動管理は重要になると思います。
ハイドロニューマチックサスペンションのハイドロ抜き がコメント
2020-05-19 03:46
レーキ角度の設定に各チームの個性、考え方が表れる部分ですね。
車体総重量がこれまでと変わらない以上(もっとヘビーになる可能性)
重心を下げるため、左右サイドポッド内に熱交換器配置といきたい所ですが、サイドポッド内のエアー空間確保するために、重心高くなってもセンタークーリング化の方向にシフトして行くのでしょうか？
そこがデザイナーの腕の見せ所なのですが、
パワーユニットのVバンク角度を拡大出来れば、横幅になるけれど、高さが低くなって、センタークーリングでも低い位置に熱交換器配置出来るのですが、こればかりは規定決まっているので仕方ないですね(／。＼)
F1夢観戦 がコメント
2020-05-19 04:57
全般にダウンフォース位置が前に移動するからコーナリングスピードは増すよ、その分リアが抜けタイヤには厳しくなるね。
鍵を握るのはリアウイングだけれど、ドラッグが増えてしまうのでレーキ角は維持されるのではないか？
サイドポッド等上部のデザインや重心位置(前後含)も変化しそうなので、びっくりするようなシャーシが出現するかも知れない。
予算よりもデザイン力で差が出そうなのでとても楽しみにしています。
マスダンパー がコメント
2020-05-27 10:31
ディフューザーでのダウンフォースを補うにしても、翼端板の無い(小さい)リヤウイングだと直進安定性も悪くなるだろうし、コーナリングの安定性も低下しそう。。。
ニワカサーキットドライバーでも翼端板の大きさ、形状の違いで変化が感じれるのに。。。
Jin(F1モタスポGP管理人) がコメント
2020-05-27 13:59
このリアウィングはマジでダサい。
f1観戦歴28年 がコメント
2020-05-28 09:56
同感です。ダサいと言うよりカッコ悪い。何だか欽ちゃんの全日本仮装大賞に出てきそうなF1マシンみたいな・・・。（ちょっと言いすぎたか？）
ハイドロニューマチックサスペンションのハイドロ抜き がコメント
2020-05-29 02:40
２０２１年は、２０２０年のレギュレーション継続なのですが、ダウンフォース削減のためアンダーパネルの面積を小さくする(リヤタイヤ直前部分を一部カット)する記事を読みました。
これが実施されるとなると、当然やる事と言えばサイドポッドを現行よりも更にタイトに絞り込みきつくする必要があると思われます。
そうなるとサイドポッド内部の熱交換器を、もっと小型化にするか？重心の問題ありますがセンタークーリング側に重きを置くか？
如何なものでしょうか？
ホンダパワーユニットの冷却損失を少なくして、
レッドブルRB16なら充分対応可能で、アドバンテージを得る最大のチャンスと思うのですが(メルセデスも同じ事考えてと思いますが)
Jin(F1モタスポGP管理人) がコメント
2020-05-29 06:22
パッと見の見解ですが、リアタイアと路面に挟まれる空気の外側の流れに大きく影響が出ると思います。
挟まれるようにたまる空気の渦を、外側に向かわせるスリットが無くなる事で、ドラッグが上昇し、ディフューザーに影響がでる内側の乱流も増加するでしょう。
ハイレーキなレッドブルは大きな影響を受けそうですが、全チーム同様の条件なので・・・。
バージボードあたりから始まる空力を大きく見直す必要がありそうです。
ハイドロニューマチックサスペンションのハイドロ抜き がコメント
2020-05-29 08:56
ロングホイールベース、フラットレーキ角のメルセデスW11も全チーム中、最大パネル面積でダウンフォース稼ぐタイプなので、面積減少の影響あると思いますが、このエアーシール用に刻まれてるスリット箇所がカットされている対象部分なのが痛いですね(ハイレーキ角を採用しているチームにとって、このスリットが生命線？)
歴史は繰り返されるですが、１９８０年代のウイングカーでエアーシール用のサイドスカートを可動式→固定式に規制してコーナーリングスピードを抑制させたのを思い出します。
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