ターボハイブリッド F1 カーの時代が私たちに教えてくれた教訓が 1 つあるとすれば、それは流量計の役割がいかに重要で複雑であるかということです。自動車が搭載できる燃料の量とその流量が制限されるため、メーカーは燃焼効率を向上させるための革新を余儀なくされ、この機器がこれらの制限を実現する重要な役割を果たしています。
2026 年以降、電力と内燃力の異なる分割を備えた新しいパワーユニットの登場により、このコンポーネントは測定方法だけでなくサプライヤーの観点からも大幅な進化を遂げることになります。
セントロニクスは何年にもわたってすべての車両に 2 つの流量計 (1 つはチーム用、もう 1 つは FIA 用に暗号化されたもの) を装備していましたが、その供給は新しい技術サイクルの入札を勝ち取ったアレングラ社に渡されることになります。 F1 の最も敏感なパラメーターの一部は流量計を通過するため、これは最高位の責任です。特に 2019 年の論争を考慮すると、FIA は各車に 2 番目のメーターを指定する必要がありました。
だからこそ、より高度で機能的なユニットが必要でした。主要な開発の中には、2 つの別個のメーター (1 つはチーム専用、もう 1 つは暗号化され FIA のみがアクセス可能) を、適切にコンパクトなフォームファクターの 1 つのデバイス内に統合したことが含まれます。
新しい流量計が大幅に進化した理由
「2 つのユニットが 1 つになったようなものだと言えるでしょう。大きな利点は、パイプの形状が異なるため、同じ測定周波数を使用する場合でも、同時にパイプを完全に同期させることが機械的に難しいことです」と、Allengra の共同 CEO、ニールス ユンカー氏は Autosport の独占取材に語った。
写真提供: エリック・ユニウス
「ただし、アンチエイリアシング機能と組み合わせて、2 つのパイプで異なる測定周波数を使用しているため、チームは周波数を同期できません。」
このアーキテクチャにより、チームが流量計の目的を回避することがさらに困難になります。燃料の流れが流れる 2 本のパイプは異なる形状をしており、チームが測定を同期することを機械的に困難にする第一レベルの保護を提供します。
これに 2 番目のレベルが追加されます。各パイプは独自の測定周波数を使用し、信号の調整を防ぐアンチエイリアシング機能によってさらに保護されます。
実際、2 つのユニットは流量が時間の経過とともに変化するため、同じ周波数で流量を監視しません。これは重要な側面です。仮に、チームが自身の流量計の周波数と同期できたとしても、他のユニットの流量計の周波数を複製することはできず、暗号化されたままであり、FIA のみがリアルタイムでアクセスできます。その結果、記録された値と同期したり、記録された値を操作したりする試みを阻止するように設計されたマルチレベルのセキュリティ システムが実現します。
1秒間に6,000回測定するシステム
Allengra 流量計は 4 ～ 6kHz で動作し、現在のセンサーよりもおよそ 3 倍高速です。これは、測定プロセスが 1 秒あたり最大 6,000 回繰り返されることを意味します。
アレングラ F1 2026 流量計
写真提供: アレングラ
このような高速システムは、300Hz で動作する従来のコリオリ センサー (工場のチームでよく使用される) では校正できません。このため、Allengra は、得られた測定値を検証できる独自の 20kHz 超音波基準センサーを社内で開発しました。
このシステムは、2025 年にいくつかの軌道上テストですでに検証されています。ユニットの中心部には、基本的に平らな「U」字型の構造があり、燃料は一方の側から入り、事前に定義された経路をたどって、もう一方の側から排出されます。
この経路に沿って、2 つの対向する超音波トランスデューサーが配置され、信号を交換します。信号がシステムを通過して他のトランスデューサーに到達するまでにかかる「飛行時間」が重要なパラメーターです。静的条件下では、システムはこの移動にかかる時間を決定するために必要なパラメーターをすべて備えています。
しかし、燃料がシステムを流れると、状況は変わります。波にさらされるボートのように、流れによって信号が進行方向に加速され、いわば流れに逆らって移動する場合には逆方向に信号が減速します。 2 つの通過時間の差を測定し、トランスデューサー間の距離を知ることにより、システムは流体の速度を正確に決定できます。
これから、パイプの内径が分かると、体積流量が得られます。ただし、システムは音量で停止するわけではなく、音量は温度や動作条件によって変化します。このため、代わりに質量が測定されます。
流量計は、流体の密度や流体内の音速などの要素を考慮した燃料の種類ごとの特定の校正を通じて、キログラム/時間で表される規制パラメータである質量流量を導き出します。 2026 年には、この制限は 70 kg/h 強に低下し、燃料消費量が削減されます。
この燃料流量の数値は基本的なものですが、流量計が今シーズン以降どのように貢献するかの 1 つの側面にすぎません。アレングラセンサーは質量流量の測定を継続するが、FIAの要請により追加の制御パラメータも監視する。
エネルギー値が重要なパラメータとなる
連盟は2026年からエンジンに供給される燃料のエネルギー流量も検証する予定だ。各燃料の特性と単位質量あたりのエネルギー値は、サーキットに到着する前に、第 3 の独立機関によって認証されます。これは、kg/h 単位で質量流量を計算する単なる流量計ではなく、燃料の総エネルギー流量を測定するより複雑なシステムが存在することを意味します。
基本的に、流量計から得られる kg/h 単位の値は、各燃料に固有の FIA 文書に定められた手順に従って、エンジンの ECU (これも単一サプライヤーからの公認コンポーネント) によって、第三者によって認証された燃料のエネルギー密度と低位発熱量を使用して燃料エネルギー流量に変換されます。全体として、最終値は 3000 MJ/h を超えてはなりません。たとえば、10,500 rpm 未満では、許容エネルギー流量は、式 EF (MJ/h) = 0.27 × N (エンジン速度 (rpm)) + 165 を使用して計算された値を超えてはなりません。
これは何を意味するのでしょうか?つまり、各メーカーが開発した燃料の品質に応じて、3000 MJ/h の固定制限に到達するために必要な質量流量に違いが現れる可能性があります。言い換えれば、燃料のエネルギー含有量が戦略的変数になります。燃料のエネルギー密度が高い場合、同じエネルギー流を達成するために必要な質量は小さくなります。
写真提供: Mark Sutton / Motorsport Images
これは、搭載重量の点で潜在的な利点にもつながります。より高いエネルギー密度の燃料の開発に成功したメーカーは、必要な同じ量のエネルギーをエンジンに供給しながら、より少ない燃料を運ぶことができるようになります。
これが、燃料供給会社間で開発競争が勃発している多くの理由の 1 つです。しかし、それは物語の最初の部分にすぎません…
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– Autosport.com チーム
#2026年F1エンジンを監視する洗練された新技術の秘密