F1の風洞試験の仕組みとその重要性

• 風洞試験は、F1チームが車の空力特性を研究し最適化するために極めて重要です。
• 規制によりダウンフォースと気流が重視されるようになったため、空力は極めて重要になっています。
• この記事は「ハンドルを握っては、F1の非常に競争が激しくハイテクな世界を描いたシリーズです。

F1 は、車が時速 200 マイルをはるかに超えるスピードで走るスポーツです。しかし、コース外では、物事はもう少しゆっくりで、より計画的です。各レースカーの開発には数か月のテストが費やされ、このプロセスでは風洞テストが不可欠です。

「風洞試験は、開発において最も重要なツールです」と、ハースF1チームの元チーム代表で現在はF1のアンバサダーを務めるグンター・シュタイナー氏は語る。 マイアミグランプリ「アイデアを思いついて、コンピューターシミュレーションでテストしますが、その後、それが実際に機能するかどうかを検証する必要があります。そこで風洞の出番です。」

基本的に、風洞は大きな管状の部屋で、一端に巨大なファンがあり、天井から F1 カーの 60% スケールの模型が吊り下げられています。スケール模型の下にあるローリング トラックは F1 サーキットの道路をシミュレートしており、エンジニアは実際のトラックに行かなくても車の空気力学を研究できます。

「これは実際にはただの大きな、いや、非常に大きな、ファンの付いた金属管だ」と、今月、新しい風洞を備えた技術センターを開設するアストン・マーティン・アラムコF1チームのテクニカルディレクター、ダン・ファローズ氏は語った。

「車がサーキットを周回するのではなく、車は一箇所に留まりますが、道路は動き、空気は車の周りに流れます」とファローズ氏は続ける。「私たちは、車がサーキットを周回する際に遭遇するあらゆる状況をシミュレートします。そして、さらに重要なことは、そのような状況で車がトラックを周回する際に車に作用する負荷を直接測定できるということです。」

チームは年間を通じて、フロント ウィングとリア ウィング、サイド ポッド、車のフロアのバリエーションなど、車の空力特性に影響を与える新しい部品を開発します。チームはこれらの部品を CFD (数値流体力学) と呼ばれるシミュレーション コンピュータ モデルで実行し、風洞内でスケール モデルを車に取り付けます。

「これにより、車の周りの力について非常に正確に理解でき、アップデートを行えばそれがどのような効果をもたらすかがわかります」とファローズ氏は語った。「これにより、ラップタイムやパフォーマンスの向上がどの程度になるかがわかります。」

エンジニアはチームのドライバーともコミュニケーションを取り、 主要 好みに合わせて車を開発し、問題点を特定するために トラックごとに 基礎。

「研究の一部は、車を安定させて運転しやすくするだけです」とファローズ氏は言う。「私たちはそれを、完全なパフォーマンスとトラック依存の問題のテストに分けています。」

空気力学の時代

近年、F1カーの開発において風洞はますます重要になってきています。2022年からは、ダウンフォースと気流を重視した自動車の規制が施行され、空力学が極めて重要になっています。

「当社のレースカーは現在、空気力学の時代にあります」とマクラーレンのCEO、ザック・ブラウン氏は語る。「例えば、過去にはパワーユニットの時代もありましたが、現在は空気力学が重視されており、風洞が極めて重要になっています。」

風洞は非常に重要であるため、F1 ではチームが 1 週間に風洞を使用できる時間を制限しています。時間の割り当てはスライド制になっており、最下位のコンストラクターには最も多くの時間が与えられ、1 位のチームには最も少ない時間が与えられます。

「NFLで最下位のチームが最高のドラフト指名権を得るのと似ています」とブラウン氏は言う。「風洞はチームのパフォーマンスのバランスを取るために使われており、それほど重要なのです。」

現在と未来

各チームは、風洞を現在のマシンのさらなる開発に使うか、来シーズンのマシンの開発に使うかという微妙なバランスを保っている。ファローズ氏は、新しい規則や規制によりマシンの設計に大幅な変更が必要になる2026年シーズンでは、これが特に重要になると述べた。

「リソースには限りがあるため、時間を割り当てるのは非常に難しい」とファローズ氏は言う。「しかし、2026年に向けて、人々は間違いなく開発をかなり早く開始するだろう。実際、私たちは2025年1月1日までその研究を始めることは許可されていないが、すべてのチームが新年初日にそれを実行すると保証する」

風洞実験は主に長期的な開発ツールだが、ファローズ氏は短期的な効果もあると語る。彼とイギリスの技術センターのエンジニアたちは、グランプリの週末ごとにサーキットでチームと話し合い、リアルタイムで調整を行うことも多い。

「本当に興奮するのは、レース週末、たとえば金曜日の練習中に何かが起きて、ドライバーやエンジニアからフィードバックをもらったときです」と彼は語った。「風洞に入って問題を特定し、それを修正し、予選に進む前に解決策を車に取り入れます。これは思っているよりも頻繁に起こります。」

F1 のほとんどのことと同様、チームは風洞の詳細について秘密主義です。たとえば、ファローズは、新しいアストン マーティン技術センターの風洞は F1 で最も先進的なものになると自信を持って述べていますが、その理由を明かしていただけますか?

「うーん、そうでもないですね！」と彼は笑いながら言った。「残念ながら、これはちょっと厳重に守られた秘密なんですが、私たちは他のチームが持っているもののいくつかをアップグレードしました。それが稼働する頃には、多くの点で最高の風洞になるでしょう。そして、それは私たちに優位性を与えるはずです。」