FIA（国際自動車連盟）が総力を結集して研究・実験を続けた2022年の技術レギュレーションは、F1マシンの様相を一変させた。彼らの第一の目的は、オーバーテイクの促進だった。F1i.comの技術分野を担当するニコラス・カルペンティエルが、変更点がより理解しやすいよう、豊富な写真と図解で解説する。
(2022年のマシン下部は2本のトンネルが通り、ベンチュリー効果を発揮する。それに対して2021年マシンはフラットボトムのフロアで、下面のダウンフォース発生を制限していた)
■オーバーテイクを容易にするためになされた空力革命
現代のF1マシンは、空力至上主義と言っていい。それがどこまで行き着いてしまったのか、去年の技術レギュレーションの変更が何をもたらしたかを見れば十分だろう。フロアを少し削っただけで、2020年にメルセデスが持っていた圧倒的アドバンテージがなくなってしまったのだ。すでにそれ以前からF1マシンは、乱気流の発生度合いが大きくなっており、後続マシンが先行車に追従することはほぼ不可能になっていた。
ドライバーから繰り返し指摘されてきたこの問題を改善するため、FIAとFOMは、車体のボリュームを簡素化し、エアロダイナミクスの創造性をより厳しく管理することで、オーバーテイクを容易にするレギュレーションを起草したのである。
そのためにレギュレーション策定者は、主に2点の実現に注力した。ひとつは新型F1マシンの乱流発生を抑えること。とはいえ完全になくすことは不可能だ。そのため先行車に接近しても、乱流の影響をできるだけ受けにくくすることが2点目だった。その結果できあがったのが、160ページに達する新技術規約だった。
■フラットボトムからダブルトンネルへ
ダウンフォースを発生させる空力パーツの中には、比較的乱流を発生させにくいものがある。中でもフロアは空気抵抗や乱流を最小限に抑えながら、最も多くのダウンフォースを発生させる領域と言える。
そのため新技術規約では、前後ウイングが発生するダウンフォースの割合を減らし、フロア下の割合を増やしている。具体的に、どんな処置を施したのか。
1）フラットボトム入り口
速度：低い
圧力：高い
2）フラットボトム
速度：高い
圧力：低い
3）ディフューザー
速度：出口に向かうにつれて低くなる
圧力：出口に向かうにつれて高くなる
F1マシンのフロア下は基本的に、前世代の車体も含めてすべてベンチュリートンネルの仕組みを利用している。以前のF1マシンでは、トンネルの入り口は小さく、出口（ディフューザー）は中ぐらいのサイズに規定されていた。
新しいF1マシンでは、フロア前端からフラットボトム、ディフューザー全体の形状が、よりはっきりとベンチュリートンネルのように見える（2022年マシン横向き写真／画像3参照）。入り口は2021年型よりはるかに大きく（画像2の緑線参照）、ディフューザーも同様に大型化した。その結果、乱流をより高い位置で発生させるようになり、後続車への影響を少なくすることができる。一方で中央部分の完全に平らな部分は、昨年型より短くなっている。
つまり、2022年マシンはフロア下が平らではなく、1980年代のいわゆるグラウンドエフェクトマシンのような2本のトンネル（画像2の青線参照）を備えている。いわゆるスカートこそないものの、フラットボトムの側面は閉じられている。この最適化されたフラットボトムにより、ダウンフォースの発生割合が増え、ウイングへの依存度が低下する。
フラットボトムとディフューザーの仕様変更で、圧力の中心はかなり前方に移動する。その結果、単純化されたフロントウイングが生み出すダウンフォースが大きく減少したにもかかわらず、前後の荷重分布は前年型とほぼ同等（40％：60％）だ。
（第2回に続く）
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