地面効果

2021 コンセプト グラウンドエフェクト F1 自動車

グラウンドエフェクトとは、F1カーのフロア下の空間形状を変化させることでダウンフォースを発生させる空力原理のことである。 適切に設計されたアンダーボディを持つ車は、事実上逆翼型となり、シャーシの下に作り出す低圧領域によって路面に引き寄せられる。グラウンドエフェクトは1970年代後半のロータス時代を象徴するものであり、1982年以降は禁止されたが、2022年のレギュレーションで再び強力に復活した。

F1におけるグラウンドエフェクトとは何ですか？

グラウンドエフェクトとは、車体の下を流れる空気の加速によって生じる空力的なダウンフォースのことです。ベルヌーイの原理によれば、空気の速度が上がると圧力は低下します。車のアンダーボディの形状が、その下の空気の流れを加速させるように設計されている場合、車体下の圧力は周囲の圧力よりも低くなり、車体上部の周囲圧力と下部の低圧との差によって車体全体が路面に吸い上げられます。この垂直方向の力がダウンフォースとなり、空気抵抗の増加はほとんど見られません。

ロータスとグラウンドエフェクト時代の幕開け、1977年から1982年

コリン・チャップマンのロータス78は1977年にこのコンセプトを導入し、サイドポッドの下面を逆翼型に成形した。その後継機であるロータス79は1978年を席巻した。サイドポッドの縁に沿って配置されたバネ仕掛けのパネルであるスカートが、路面との低圧領域を密閉した。ライバルチームはますますアグレッシブなデザインで追随し、コーナリングスピードとドライバーにかかるG負荷はFIAを警戒させるレベルまで上昇し、1983年にはフラットボトムを義務付けることでこの技術は禁止された。

2022年のグラウンドエフェクトの復活

地面効果は2022年の空力規則の中心として復活し、ベンチュリトンネル形状を義務付け、スカートをなくすなど、現代に合わせて再設計されました。現代の約60パーセント F1 車のダウンフォースは床から発生し、 diffuser当初の目的は、汚れた空気による損失を減らし、車同士の車間距離を縮めることだった。そして、この変更によって、きれいな空気の優位性を損なうことなく、追い越し性能は向上した。

ポーポイジング現象と地面効果のトレードオフ

地面効果車は車高に非常に敏感です。床が地面に近づきすぎると、気流が失速し、ダウンフォースが失われ、車が跳ね上がり、ダウンフォースが回復し、このサイクルが繰り返されます。この振動は ネズミイルカ そして、この規制は2022年シーズンを決定づけ、各チームに車高を上げ、フロアを硬くすることを余儀なくさせた。FIAは、この影響を規制するための技術指令を導入し、それ以来、フロアの硬さに関する規則を段階的に厳格化してきた。

地面効果に関するよくある質問

F1におけるグラウンドエフェクトとは何ですか？

グラウンドエフェクトとは、車体下部の気流を加速させることで低圧領域を作り出し、車体を路面に引きつけるダウンフォースのことである。

どのチームがグラウンドエフェクトを先駆的に導入したのか？

ロータスは、1977年のロータス78と1978年のロータス79で、現代的なグラウンドエフェクトの先駆けとなった。両車とも、床下の低圧領域を密閉するために、彫刻的なサイドポッドとスカートを採用していた。

1983年に地面効果飛行が禁止されたのはなぜですか？

コーナリング速度とドライバーにかかる負荷が、FIAが危険とみなすレベルに達したため、1983年からフラットボトムが義務付けられ、スカートは禁止された。

現代の F1 地面効果を利用する？

2022年の規制では、床下に義務付けられたベンチュリトンネル形状により、地面効果が再導入されました。現代の約60パーセントは F1 車のダウンフォースは、今や床面から発生する。

イルカのように泳ぐこととは何ですか？

ポーポイジングとは、グラウンドエフェクトカーのフロアが路面に近づきすぎてダウンフォースが失われ、跳ね返って上方に跳ね上がる現象で、このサイクルが繰り返される。これは2022年シーズンの決定的な技術的問題だった。