F1マシンの下部でのダウンフォースの得方について教えて下さい。

質問

昔のベンチュリーカーとその後の昨今のマシンではやり方は違えど結局マシンの下部の空気の流れをマシン上部の空気の流れより速くさせてマシンと路面を吸い寄せる方法(ダウンフォース)を得ている、という考えでよろしいのでしょうか？

回答No.1

nikilauda · ベストアンサー

流体は流速が増すと圧力が下がるベンチュリー効果を利用したのが、グランドエフェクト、ベンチュリーカーですね。（JPSカラーのロータス79は格好良く渋いマシンでした）

広い場所から狭い場所に流れると圧力が下がり、その出口も効率良く排出することでさらに流速を増し、空気の流れを良くする事でより多くのベンチュリー効果を狙って様々な改良が行われてきました。
つまり下部をウイング状にし路面との距離（隙間）を小さくしてベンチュリー効果を狙ったのです。
「入り口広い（空気の入力量大）→段々狭くなる（流速高い）→出口（なるべく空気の排出が邪魔にならない且つ乱れない形状にする）」

ただ安定したダウンフォースを得るため路面との距離をなるべく一定に保たいがためにサスペンションをほとんどストロークがないほどガチガチに固めていたので、ドライバーは背中の痛みを常に訴えていました。

さらに空気を外に逃がすと折角大量に取り込んだ空気が無駄になり効率が悪くなるので、スライディング式のサイドスカート（遮蔽板）をサイドウイングの横端下部に取り付けたおかげで強烈なダウンフォースを得ましたが、これが壊れるといっきにダウンフォースがなくなり車が吹っ飛んでしまうので禁止になりました。

1978年スウェーデンGPでブラバムBT46Bのいわゆるファンカーが優勝しましたが、このファンカーは大きなファンをマシン後部に儲け空気を強制的に吸い出すことで大きなダウンフォースを得たマシンでしたが、直ぐに禁止されました。

このウイングカーの時代に手堅くコンパクトで操縦性の良いマシンで大成功したのがウイリアムズFWO7で、ここからウイリアムズの快進撃が始まったと言って良いでしょう。（その前のマシンFWO6がとてもコンパクトで素地のよいマシンだったので、実際にはこのFWO6の成功と経験がものをいったのかも知れませんね）

懐かしいですねー。ラウダ・ハント・アンドレッティやロイテマン・ワトソン・シェクター・ドゥパイエなどF1ドライバー全てがスーパースターでカリスマがあり、役者が違いました。
あの当時が一番面白かったと思うのは私だけでしょうか？

回答No.3

nikilauda

分かり難かったかも知れないので補足ですが、ウイングの下面の「流速が高くなることによって圧力が下がる（ベルヌーイの定理）」ということから揚力（フォース）が発生しているのは翼の形状から同じなのですが、空気の流れを「狭くする」というのが肝で、この狭くするというのがベンチュリー効果です。
つまり「狭くする」そのために「路面に近づける」というのが重要なのです。

空気の流れを絞ることによって、ウイング下面の流速を通常よりさらにより高めたいと期待したのがベンチュリー効果を利用した目的であり、ベンチュリー効果をさらに高めるには空気をより効率的に絞れるように、ウイングレット（通常は翼端渦の影響を減らすため）及びサイドスカートなどの空気の流れを制御するものを使ってダムのように横を塞き止めると効果的だった訳です。

例えばサイドウイングを横に塞き止めるものを何も付けず、且つ路面から離していれば普通の2次元形状のウイングと変わりません。
極々単純に考えた場合ウイングは細長比（アスペクトレシオ）で見た場合に細長いほうが効率的なので、上記のようなウイングは前後のウイングに比べ単純には効率が悪いということになります。
そこで形状的に不利なウイングの効率を高めるために考え出されたのがベンチュリー効果を利用したサイドウイングなのだと思います。
（違うかな？）

ベンチュリー効果だけでなくウイング自体の形状も揚抗比（揚力÷抗力）などを含め様々な改良が行われたと思います。

ちなみに缶スプレーやキャブレターなどもベンチュリーを利用した物ですね。

もちろん私は力学などの専門家ではないので間違っているかも知れませんのでご参考まで。

回答No.2

tomchie

単純に　たぶんその考えでよろしいと思います
今じゃ　目には見えないサイドスカートが出来てたみたいだし
分別のやり方が変わって（変えられて）来てるんだと思います