フォーミュラ1の世界では、常に進化し続けるマシン開発が求められている。しかし、近年のF1マシンの開発は、以前にも増して難易度が上がり、その複雑さと不確実性がチームにとって大きな障害となっている。2022年に導入された新しいレギュレーションは、チームに新たな挑戦を突きつけ、過去の常識が通用しない状況を生み出している。
ダウンフォースが全てではない新しい世界
旧レギュレーション下では、ダウンフォースを増大させることでパフォーマンスを向上させることが容易であり、その進化は可能性を秘めていた。しかし、現在の規則では、グラウンドエフェクトを活用しながらも厳しい制約があり、チームは思うように開発を進めることが難しくなっている。かつてはダウンフォースの増加とラップタイムの向上には相関関係があったが、現在では、その相関関係はそう単純ではなくなった。ダウンフォースを増やし、その限界を超えようとすると、ポーポイズ現象やその他の予期せぬ問題が発生するリスクが高まるのだ。
現在の規則では、車をできるだけ低く、かつ硬く走らせることが求められている。低いライドハイトでは大量のダウンフォースを生み出すことは容易だが、そこには多くの罠が待ち受けている。
最も重要なのは、フロアが地面に接触しないようにすることだ。これは言うほど簡単ではなく、トラック表面に非常に近づくとダウンフォースが指数関数的に増加するためだ。これをシミュレーションするのは非常に難しい。
もう一つの課題は、車の速度が遅いほどライドハイトが高くなることだ。理想的には、ダウンフォースが減少する低速時でも車高を低く保つサスペンションが必要だが、一方で高速時にはライドハイトが低すぎて路面に接触しないようにする必要がある。
メルセデスの技術ディレクターであるジェームス・アリソンは、現在の車の設計が空力と機械的な要素をより密接に結びつけていると次のように指摘している。
「以前と異なるのは、昔は車の機械的な乗り心地と空力性能が完全に独立していたわけではないが、今より独立していて、ラップタイムを稼ぐために空力的な挙動を追求する余地があった。機械的なパッケージが空力の粗さをある程度取り除くことができたんだ。しかし、今の車はほとんど動かないか、動きが非常に少ない。そのため、スタビライザーやスプリング、ダンパーが助けてくれる余地が少ないんだ」
「車を設計する際、空力と機械的な挙動の妥協点を決定する人々は、昔よりも機械的な要求にもう少し注意を払わなければならなくなった。かつては『空力が最優先』で、サスペンション担当がそれをうまく機能させてくれると信じていたのに対して、今ではより親密な関係になっている。ただし、それでもラップタイムは上昇し続けているが、今は少し異なる領域で作業している」
次に、空力自体を広い速度域で機能させるという問題がある。これらの車で大きな課題の一つは、低速でフロントエンドにダウンフォースを発生させることだ。そのため、フロントに十分な空力負荷をかけたい。
しかし問題は、フロントウィングの大きな面積もグラウンドエフェクトで作用するため、速度が上がるとフロントに過剰なグリップが生まれ、リアエンドが不安定になりバランスが崩れるリスクがある。その対策の一つとして重要なのが、フロントウィングの柔軟性で、これをうまく制御できれば、低速で最大のダウンフォースを生み出しつつ、高速コーナーで過剰な負荷を避け、車のバランスを崩すことなく走ることができる。
また、コーナー全体でのバランスを維持することも課題となる。ボディ上部の空力を単純化し、2017年から2021年にかけて見られた複雑なバージボードを排除したことが、この点で大きな役割を果たしている。
これにより、車はヨーイング（空気の流れに対して角度をつけてコーナーリングする際の状態）時に非常に敏感になる。車はコーナーでは常に車の向きを変化させており、ライドハイトのわずかな変動が大きな影響を与える。その変動には運転スタイルなど多くの要因が関与する。
空力の安定性を保ちながら、低速から高速まで幅広い速度域でバランスを取ることは困難だ。フロントウィングの柔軟性が重要な要素となり、低速で最大のダウンフォースを発生させつつ、高速コーナーでは過剰な負荷を避ける必要がある。この微妙なバランスを保つためには、精緻な設計とテストが必要であり、開発の難易度を一層引き上げている。
90％で走る方が速いときもある
フェルナンド・アロンソが説明するように、限界で走るとうまくいかなくなるため、時には全力を出さない方が速いこともある。
「これらの車は簡単には運転できないけど、問題は100%を引き出すことだ。90%で走った方が速いことがあるんだ。プラットフォームを不利な角度やライドハイトに置かず、限界まで押し込まない方がいい。限界までいくと全てが崩れてしまうんだ。だから、時には90%で走る方が速いことがある」
理想は、空力の限界を追求しながらも、臨界に達して不安定になることなく、高速域でも安定して走れる車だ。それには、メカニカルなプラットフォームの制御やフロアの微細な部分を理解し、旧世代の車とは異なる方法で新しいデザインの特性やパフォーマンスを評価する必要がある。
これはすべてのチームが適応しなければならないことであり、成功しているチームもあれば、そうでないチームもある。これらの車は空力的に非常に複雑であるため、それは当然のことだ。
空力テストの制限とコストキャップの影響
こうした開発の難しさに加え、空力テスト規制（ATR）による制約もチームにとって大きな課題である。風洞テストやCFD（数値流体力学）を用いたシミュレーションの利用が制限されているため、各チームは限られた時間内で最大限の成果を上げる必要がある。また、コンストラクターズ選手権の順位によって割り当てられるテスト時間が異なるため、上位チームほどテストの機会が限られる。このため、シミュレーションと実際のトラックでの結果が一致しないことが多く、特にレッドブルやフェラーリのようなトップチームでも開発に苦戦している。
さらに、コストキャップの存在も開発のスピードに影響を与えている。支出上限が設けられていることで、製造できる部品の数やスタッフの人数が制限され、開発に必要なリソースを十分に確保することが難しくなっている。このような制約の中で、各チームはどのように限られたリソースを最大限に活用するかが問われている。
黒魔術のようなタイヤ
タイヤもまた、車のパフォーマンスに大きな影響を与える要素である。ピレリが供給するタイヤは非常に敏感で、温度や路面の状況によってグリップが大きく変化する。このため、ドライバーはタイヤの扱いに細心の注意を払わなければならず、それがレース戦略やマシンセッティングにも影響を及ぼしている。
メルセデスのジョージ・ラッセルが「まるで黒魔術だ」と表現するように、タイヤの特性を完全に理解し、それを最大限に活用することは非常に難しい。タイヤの温度管理が不十分であれば、グリップが失われ、ラップタイムに大きな影響を与える。また、タイヤのデグラデーション（摩耗）も重要な要素であり、どのタイミングでタイヤ交換を行うかがレースの結果を左右することも少なくない。
複雑化を増し、より困難になるマシン開発
これらの要因が重なることで、F1マシンの開発は一層困難で複雑なものとなっている。一つの問題を解決すると別の問題が発生するリスクがあり、通常の開発プロセスでも予期せぬ問題が次々と現れる。このような状況下で、各チームは空力的および機械的な挙動を細かく制御し、限界に達しないよう慎重に開発を進める必要がある。
また、規則が非常に厳しくなっているため、全体のパフォーマンス差が縮まり、0.1秒や0.2秒の違いが順位に大きな影響を与えるようになっている。このため、どのレース週末でも競争力を維持することが極めて難しく、安定したパフォーマンスを発揮することが求められている。
現在のF1は、技術的な挑戦が非常に高く、各チームが直面する課題は多岐にわたっている。しかし、その中でも成功を収めているチームは、限られたリソースを効果的に活用し、複雑な問題を解決するための創造的なアプローチを見つけている。例えば、マクラーレンは過去18か月にわたり一連のアップグレードを成功させ、特に昨年のアゼルバイジャン、オーストリア、シンガポール、そして今年のマイアミでのアップグレードによって、非常に安定したパフォーマンスを発揮している。これにより、マクラーレンはフィールド全体で最も優れた総合力と安定性を持つマシンを提供することができている。
一方で、フェラーリはフロアのアップデートによってポーポイズ現象に悩まされるなど、思うように進まない状況が続いている。レッドブルもまた、シミュレーションと実際のトラックでの結果が一致しない相関問題に直面しており、これが開発の停滞を引き起こしている。これらの課題に対処するためには、各チームが過去の成功体験にとらわれず、新たなアプローチを模索し続ける必要がある。
F1の開発戦争は今後も続き、その中で各チームがどのように進化していくのか、そしてどのように競争力を維持していくのかが注目される。技術の限界に挑戦し続けるF1の世界では、常に新たなアイデアと創造性が求められており、それがこのスポーツの魅力の一つである。
