| 空気力学の基礎 |
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1.ノーズコーン |
ノーズコーンの先端を細くすれば空気抵抗は減少します。しかし、あまり細くすると強度不足に陥るため、ある程度の太さが必要です。
ノーズコーンの先端の位置を高く設定すればグラウンドエフェクトが向上する傾向にあります。反面、空気抵抗も増えるという傾向にあります。 |
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2.モノコック |
モノコック（応力外皮）にはドライバーや燃料タンクがおさめられるため、非常に頑丈に製造されています。グラウンドエフェクトを向上させるため、ハイノーズ型に対応した複雑な構造で製造されています。
モノコックという言葉は、ギリシャ語で一つのという意味の「mono」と、フランス語で貝殻という意味の「coque」を合わせた造語です。
一枚の薄い板は弱くても、折曲げたり、箱状にすれば強くなるという考えから生まれた発想がモノコックです。 |
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3.サイドポッド |
サイドポッド（サイドポンツーン）には、エンジンを冷却するためのラジエターが収められています。サイドポッドの形状は、冷却効率や空気抵抗、ダウンフォースなどにも影響を与えます。 |
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4.カウル |
カウルは、エンジンやラジエターを覆っています。マシン後部の空力性能に大きな影響を及ぼします。上面形状だけでなく側面形状も空力特性に大きな影響を与えます。 |
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5.ロールフープウイング |
ロールフープウイングは厚みが少なく、ダウンフォースよりも後方への空気の流れを整えるために使われていたようです。コースに応じて付けたり、付けなかったり、大きさや厚みを変えたりしていました。
＊ロールフープウイングは、2009年から禁止されました。
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6.フロントウイング |
フロントウイングは、ウイングとフラップとエンドプレートで構成されています。
ウイングの後ろに配置されているのがフラップで、角度を変えることができます。角度を変えることでダウンフォースの発生量をコントロールします。当然、ダウンフォースを増やせば空気抵抗も増えます。
エンドプレートは、ウイングとフラップを挟むように配置されています。エンドプレートの形状はダウンフォースや後方への空気の流れに影響をあたえます。 |
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7.ディフューザー |
狭い空間に流体を流すと流速が上がり負圧が生じる。これがベルヌーイの定理です。ベルヌーイの定理で説明できるこの作用を効果的に使おうというデバイスがフロア後端に設けられたディフューザーです。
マシン底面と路面の間に、空気という流体を流すことで負圧（ダウンフォース）を発生させています。ディフューザーは、マシン底面を流れる空気を効率よく流す（引き抜く）ためのものです。
車体底面で発生させているダウンフォースのほうが、前後のウイングで発生させているダウンフォースより多いといわれています。
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8.アンダーフロア |
アンダーフロアは平面に仕上げられています。
ダウンフォースの大半は、アンダーフロアとディフューザーの効果によるものです。
単純な平面だとダウンフォースがたくさん発生してしまうため、1995年からステップドボトムという段差の付いたアンダーフロアが義務化されました。
左図は、フラットボトムです。
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9.サスペンション |
サスペンションに利用されるアームやロッドも空気力学を意識しウイングのような断面形状を採用しています。 |
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10.リアウイング |
リアウイングは、角度を変えることができるフラップが上部に配置され、その下に角度が固定されているウィングが一枚配置されています。また、それらを挟むようにエンドプレートが取り付けられています。
エンドプレートの形状によっても、空気抵抗やダウンフォースが変化します。エンドプレートのデザインを間違えると空気抵抗だけが増え、ダウンフォースが減るということにもなります。 |
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11.ミラー |
ミラーは、レギュレーションで最低寸法が定められています。各チームとも空気抵抗に配慮してギリギリのサイズでデザインしていると言われています。
ミラーは取り付けられているだけでなく、きちんと後方確認ができないと車検をパスすることができません。
後方の視認性に関してもレギュレーションで細かく規定されています。 |
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12.コークボトル・シェイプ |
現在のＦ１マシンは、コークボトル・シェイプというマシン形状を採用しています。理由はダウンフォースを増大させるためです。
カウルの後部を絞り込んだ形状（コークボトル・シェイプ）にすることでディフューザー上部に空気が流れるようになります。この気流は、マシン底面を流れて来た空気を効率よく引き出してくれます。つまり、ダウンフォースが増えるのです。
エキゾーストブローン
ディフューザー |
エキゾーストブローンディフューザー（Exhaust-Blown Diffuser）というシステムは、高速で排出される排気ガスをディフューザーの流れに合流させ、流れを速くし、ダウンフォースを増大させることを狙っています。
リアタイヤ後方の負圧域に空気を送るケースも見られました。ドラッグの低減を図るのが狙いだったようです。
＊エキゾーストブローンディフューザーは2012年から禁止されました。 |
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