9月は、コンストラクターズランキング、ヒエラルキー、そしてトラック上の全体的なパフォーマンスの両方において、マクラーレンが世界チャンピオンであるレッドブルを決定的に追い抜いたことを示した。レッドブルのチーム代表クリスチャン・ホーナーは、RB20シングルシーターの問題は設計ツールとサーキットの間の誤った相関関係によるもので、アップデートが車両の操縦性とバランスにどのような影響を与えているかを分析することが困難だったと説明した。これは相関問題の典型的なケースですが、接地効果規制以前のものとは異なります。
CFDからトラックまで
F1 における空力設計は、3 つの主要な段階で構成されるプロセスに従います。 1 つ目は、数値流体力学解析によるコンピューター上での仮想シミュレーションであり、次に風洞内のスケール モデルでのテストが行われます。最後のステップは、新しい部品を車両に取り付けることであり、そこで相関関係が直ちにチェックされ、トラック上で測定されたデータが数値流体力学および風洞からの予測と一致するかどうかが検証されます。
結果が一致しない場合、それは相関問題と呼ばれます。設計ツールが現実世界のあらゆる側面を完全に考慮できるわけではないため、これは避けられない場合があります。 2021年のF1選手権以降、スポーツ規制により、計算時間とプロセッサ数の両方の点で数値流体力学に利用できるリソースも制限されており、チームは簡素化されたシミュレーションモデルをセットアップし、最も関連性の高い空力現象のみを分析することが奨励されている。
以前は、チームはコース上に到着すると、特定の構成、速度、車高、スタンス、またはステアリング角度での空力負荷とバランスの点で、工場での予測と比較して矛盾を発見することがありました。これらと同じエピソードは現在の車でも発生する可能性がありますが、地面効果によるシングルシーターの複雑さを考慮すると、クリスチャン ホーナー氏が言及する相関関係の問題は、特定して修正するのがはるかに困難です。
この問題の例は、フェラーリのチーム代表によって示されました。 フレデリック・バスール 2023年、当時のマラネロチームの相関関係の問題について説明したとき、次のように述べています。風洞実験で X 点の荷重の増加が予測されると、トラック上でまさにそれが確認できます。」同じ条件と構成の下で、チームはシミュレーションと同じ数値をトラック上で確認できます。ただし、この矛盾は、数値流体力学や風洞では解析できないあらゆる側面や力学に関係しています。 「場合によっては、新しい開発を風洞内で行うよりもトラック上で微調整する方が簡単な場合があります。車には風洞実験では再現できない部分があります。以前はこんなことは起こらなかったが、今は地面効果が起きている」とフレデリック・バスール氏は指摘した。
その理由は現在の規制にあります。 2021 年までに使用されていた車両は、地面からより高く、より遠くまで走行できましたが、その状態は風洞で正確に分析できました。しかし、グラウンドエフェクト車は地面にかなり近くで走行し、ダウンフォースを生成する点でフロアがはるかに強力になります。これにより、トラックの外では再現できない空気力学的異常が生じます。
特に危機的な状況は、スナメリの発生です。床が地面に近づくほど、より多くのダウンフォースが発生しますが、アスファルトに接触すると、ダウンフォースは劇的に低下し、車が上昇してサイクルをやり直し、上下に振動します。もう 1 つの困難は、車が縁石や段差を乗り越えることです。車が地面に近いため、フロアの空気力学が「破壊」されます。
これは、これがまったく新しい物理学に関するものであることを意味します。現在の相関関係の問題は、単に風洞データとトラックデータを照合するだけでなく、工場ではシミュレートできないあらゆる状況における空力数値の変化を予測することにも関係しているからです。車高、スタンス、ヨー角などのさまざまな設定での空力負荷とバランスに加えて、過渡段階、つまりある状態と別の状態の間の動きも非常に重要です。 2021年のF1マシンとはあまり関係のないものでした。
「私たちがよく理解していた古いレギュレーションでは、同じダイナミックな意味でクルマを研究する必要はなかった」とメルセデスのトラックエンジニアリング責任者であるアンドリュー・ショブリンは2023年に振り返った。特定のロール角、ステアリング角、または車高で動作し、その際に起こったすべてを記録しました。しかし現在、車の下の流れ構造ははるかに複雑かつ一時的なものになっています。」 –彼は指摘した。
地面効果の F1 カーでは、数値流体力学や風洞では捉えることができない現実世界の側面が存在します。ここでドライバーが登場します。エンジニアによれば、ドライバーは、単純化された設計モデルと比較して、コース上の車で実際に何が起こっているかをチームに伝えるために重要です。ドライバーのフィードバックのおかげで、チームは実際の現象を再構築し、シミュレーションと現実の間の不完全な相関関係を理解するために欠けている部分を提供することができます。
レッドブルの事例を見て、チーム代表のクリスチャン・ホーナーは最近、RB20の特有の欠陥についてコメントし、風洞では問題が示されないが、コースでは実際に問題が示されると説明した。ただし、これまでの説明に基づくと、相関問題について話すのは単純化しすぎです。数値流体力学と風洞でシミュレーションできるシナリオに関しては、工場と現実の間に対応関係があり、レッドブルの難しさは、過渡現象中にシングルシーター RB20 に起こるすべてのことや、その他のダイナミクスを解釈することにあります。トラック上でのみ分析されます。
もちろん、レッドブルのケースだけが特別なわけではない。グリッド上のすべてのチームは時折、開発上の予期せぬ問題に対処しなければならなかったが、それは地面効果のあるF1マシンのような複雑な物理現象では避けられないものだ。フェラーリも、スペインGPの週末にカタルーニャ・サーキットでSF-24マシンのアップデートの空力パッケージの導入後にマラネッロの技術者とエンジニアが遭遇した問題を考慮すると、このことをよく理解している。修理には数週間を要し、その間にシャルル・ルクレールとカルロス・サインツが多くの貴重なポイントを失った。ミルトン・ケインズでは現在、問題の性質を理解していると確信しているが、問題を迅速に修正し、2024年のF1コンストラクターズ・チャンピオンシップ争いでマクラーレンに対応するのに十分な時間とリソースがあるかどうかという疑問は残っている。
2024年10月5日マリア・ロンバルディ
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