今年からF1マシンについている「あれ」の正体とは?

2018年型のF1マシンを見て「あれ何?」と思った人がいることだろう。「あれ」の正体は頭部保護装置のHaloだ。日本では「ハロ」の呼称が一般的になりつつある。英語圏の人は「ヘイロー」のように発音し、イタリアの人は「ハロー」と言っている。ここではハロで通す。

ハロは2018年のレギュレーション変更で装着が義務づけられた。ドライバーの頭部を守るためのデバイスだ。ドライバーはすでに頭部を守る目的でヘルメットを被っているが、ダメージを防ぎきれないケースがある。

 

2009年には当時フェラーリをドライブしていたフェリペ・マッサのヘルメットに、前方の車両から外れたコイルスプリングがぶつかる事故が発生した。ぶつかった場所がヘルメット開口部の縁だったこともあって衝撃を防ぎきれず、マッサは頭蓋骨骨折の重症を負った。この特異なケースに対処するため、11年からはヘルメットのバイザーに強化パネルを接着することが義務づけられた。

 

もっと大きな部品が飛んできたらどうなるだろう。例えばタイヤとか……。2009年のF2選手権ブランズハッチ戦のレース2では、バリアに衝突した弾みで外れたタイヤが後方を走っていたヘンリー・サーティース(F1チャンピオン、ジョン・サーティースの息子)の頭部を直撃。将来ある若手ドライバーの命を奪った。

 

2015年のインディカー・シリーズ第15戦ポコノでは、ウォールにクラッシュしたマシンから飛散した大物パーツが、後ろを走るジャスティン・ウィルソンの頭部にあたった。やはり、ドライバーの生命を絶つ結果になってしまった。

 

■アフリカ象が2頭載っても大丈夫!?

ハロFIA(国際自動車連盟)が指定する3社が製作し供給。重量、空気抵抗増のハンデは、各チーム同じだ

 

時速200キロを超えるスピードで走っているときに、中身がいっぱい詰まったスーツケースが頭にあたった際の衝撃を想像してほしい。いかにヘルメットを被っていようと、致命的なダメージを防ぐことができないことは、容易に想像できるだろう。ハロは、そうした事故からドライバーを守るために考案され、導入が決まった。

 

ハロはF1を統括するFIA(国際自動車連盟)が指定する3社が製作し、チームに供給する。チタン合金製で重さは約7kgだ。ハロの装着を見込んで、車両の最低重量は2017年の728kgから、2018年は733kgに引き上げられた。ん? 計算が合わない。車両の他の領域で軽量化を図らないと、車重を最低重量未満に抑えることはできないのだ。

 

さらに悩ましいのは、ハロは既存の車体骨格にボルトで留めるだけでおしまいではない点だ。例えて言うと、225km/hで走っているときにフルサイズのスーツケースがぶつかっても、びくともしない強度を確保しなければならない。もう少し具体的に説明すると、上方から約12tの荷重を5秒間かけた際に、サバイバルセル(カーボン繊維強化プラスチックでアルミハニカム材を挟んで作った車体骨格)や取り付け部が壊れてはいけない。

 

言い換えれば、アフリカ象を2頭載せても、ハロ本体のみならず、車体骨格やその取り付け部が壊れてはいけないのだ。そのためには、車体骨格を強化する必要がある。強化すれば重くなってしまうが、そうならないように工夫する必要があるというわけだ。

 

悩みはまだある。7kgもの重たい部品が車両の高い位置に搭載されることになるので、重心位置が高くなってしまう。低重心化はF1のみならずレーシングカーの生命線だ。どこか1チームではなく全車が平等に負ったハンデとはいえ、設計者にとっては頭の痛い課題だったに違いない。

 

空力(エアロダイナミクス)にも影響を与えた。ハロはリヤに向かう空気の流れを邪魔することになるので、できるだけ空力的にニュートラルになるよう、開発は行われた。ハロ本体はチタン合金がむき出しになった状態だが、シュラウドで覆ったうえ、ごくわずかな範囲で空力的な処理を施すことが認められている。その細かな処理に、チームの独創性が現れている。

ハロはドライバーの目の前に設置されるが、意外と視界の妨げにはならないそう

 

Yの字をしたハロは3点で車体骨格に締結される。ちょうどドライバーの目の前に柱が立つことになるが、視界の妨げにはならないようで、ドライバーにはおおむね好意的に受け止められている。ただ、雨が降り出したときなどはハロが邪魔をしてバイザーにあたりにくくなるため、「わかりにくい」というコメントもあるよう。外からは、ドライバーのヘルメットは見えづらいという指摘がある。

 

ドライバーの頭部を保護する新しい安全デバイスのハロは、2018年シーズンから、F1に加え、直下のF2にも導入される。日産が参戦することで話題のフォーミュラEは2018年冬から始まるシーズン5から新型マシンにスイッチするが、「Gen2」と呼ぶ新世代マシンもハロを装着することが決まっている。

2018年冬の新型マシンからフォーミュラEでもハロが採用される。写真は日産のマシン

 

見慣れないデバイスなので最初は違和感を覚えるかもしれないが、数年経ってハロの付いていないF1を見たときに、「あぁ、昔はこんな危ない状態でレースしていたんだ」と思うに違いない。ヘルメットを被らないでレースすることが考えられないように。

 

【著者プロフィール】

世良耕太

モータリングライター&エディター。出版社勤務後、独立。F1世界選手権やWEC(世界耐久選手権)を中心としたモータースポーツ、および量産車の技術面を中心に取材・編集・執筆活動を行う。近編著に『F1機械工学大全』『モータースポーツのテクノロジー2016-2017』(ともに三栄書房)、『図解自動車エンジンの技術』(ナツメ社)など

異次元のスピードを出すには尋常じゃない制動力が必要…スペースシャトルよりも“効く”F1のブレーキの秘密

F1が速いのは、モーターのアシストを含めて800馬力以上に達するパワーに負うところが大きい。走り出さないことには速さは生まれない。それは事実だが、止まれる保証があってのことである。速く走るためには、しっかり止まることのできるブレーキが欠かせない。フェラーリなどにブレーキシステムを供給するブレンボの情報などをもとに、F1が搭載するブレーキディスク&パッドの特徴を見ていこう。

20180126_suzuki4

回転するディスクをパッドが挟むことにより、車両の運動エネルギーを熱エネルギー(摩擦熱)に変換し、大気に放出するのがディスクブレーキの役割だ。一部の高性能車を除き、乗用車は一般的に鋳鉄ディスクを採用している。

 

一方、F1はカーボンディスクを使用する。F1はモノコックと呼ぶ車体骨格やエンジンカウル、前後のウイングにも軽量・高剛性の「カーボン」を使用しているが、ブレーキのカーボンとは異なる材料だ。

 

ボディワークなどに用いるカーボンは「カーボン繊維強化プラスチック(CFRP)」で、シート状のカーボン繊維を重ね、樹脂に浸して高温高圧下で硬化させたものだ。一方、ブレーキに用いるカーボンは「カーボン/カーボン」と呼び、カーボン繊維やカーボンの粉末を樹脂で固め、固めた樹脂が熱で燃えないよう高温で蒸し焼きにして炭素化させた材料である。

 

いずれにしてもカーボンなので、金属の鋳鉄に比べて軽い。外径380mm、厚さ40mmの鋳鉄ディスクは14kgだが、外径278mmのF1用カーボンディスクは1.2kgしかない。ちなみに、リム径13インチのホイールを履くF1のブレーキディスクは技術規則でサイズが定められており、最大径は278mm、最大厚は28mmだ。

 

20インチホイールを履く日産GT-Rの鋳鉄ブレーキディスクの径は390mm、厚さは32.6mmである。重量は11kgを超える。F1のブレーキディスクがいかに軽量かわかるだろう。SUPER GT GT500クラスは2014年から、それまでのスチールディスクからカーボンディスクに切り替えている。フロントのディスク径は380mmで、重量は3.45kg。スチールディスクに対して重量は半減している。

F1のカーボンディスク。「カーボン/カーボン」と呼ばれる素材を用いているF1のカーボンディスク。「カーボン/カーボン」と呼ばれる素材を用いている

 

F1のカーボンディスクには、側面に小さな孔がたくさん開いている。これは冷却と軽量化のためで、最新版のディスクには1000個以上のベンチレーションホールが開いている。 2005年に100個だったホールは2008年には200個になり、2012年に600個になった。短期間に急激にホールの数が増えているのは、加工技術が進歩したからだ。

ディスクサイドに穿たれた孔の数は年々増えてきている。いまや1000以上を数えるディスクサイドに穿たれた孔の数は年々増えてきている。いまや1000以上を数える

 

カーボンディスクはその特性上、350℃を超える温度にならないと制動力を発揮しない(500~650℃に保っておきたい)。一方、1000℃を超えると急激に摩耗が進行するので、効果的な冷却も欠かせない。

 

F1はブレーキパッドもカーボン/カーボン材を使用する。市販車は金属や鉱物など10~20種類の材料を樹脂で固めたパッドを用いるのが一般的だ。カーボンパッドは全体が均一な構造だが、乗用車用のパッドはスチールのバックプレートに摩擦材を載せた構造である。

 

カーボン/カーボンのパッドを用いるのは軽さと制動力のためで、乗用車用ディスク&パッドの摩擦係数が0.4程度なのに対し、F1のカーボンディスク&パッドの摩擦係数は0.7~0.9に達する。パッドの重量は乗用車用が800gなのに対し、F1用は200gだ。

 

そのF1用ブレーキは作動時に-5Gもの減速Gを発生させる。ブレンボが比較に持ち出したのは超高性能車のブガッティ・ヴェイロンで、100km/hから完全停止に要する時間はわずか2.3秒。その際、発生させる減速Gは-1.3Gだ。F1は次元が違うことがわかるだろう。ちなみに、高性能であることを謳わないごく一般的な乗用車は、フルブレーキをかけても-1Gに達しないのがほとんどだ。-0.4Gの減速Gが発生すると、ほとんどの人は「かなり急なブレーキ」と感じるはずだ。

ブガッティ・ヴェイロンよりスペースシャトルより、F1のブレーキパワーは強いブガッティ・ヴェイロンよりスペースシャトルより、F1のブレーキパワーは強い

 

超高性能スポーツカーの一部はカーボンはカーボンでも、「カーボン/セラミック」のブレーキディスクを採用する。これは、カーボン/カーボンのディスクが持つ軽さと高い制動力を公道でも使用可能な状態にしたものだ。カーボン/カーボンは350℃を超える状態に温度を高めてやらないと制動力を発揮しないが、乗用車でそんなことは言っていられず、-50℃の極寒でも踏み始めの一発で制動力の発生を保証しなくてはならない。そのため、カーボン/カーボンのディスク表面をセラミック化して低温時から作動するようにしているのだ。

 

ホンダNSXが標準で装着するブレーキは鋳鉄製だが、1台分で約23.5kg軽く、サーキット走行などで高い耐フェード性を誇るカーボン/セラミックディスクをカスタムオーダーすることが可能。性能と軽さを追求していくと、ブレーキは「カーボン」に行き着く。

 

【著者プロフィール】

モータリングライター&エディター・世良耕太

モータリングライター&エディター。出版社勤務後、独立。F1世界選手権やWEC(世界耐久選手権)を中心としたモータースポーツ、および量産車の技術面を中心に取材・編集・執筆活動を行う。近編著に『F1機械工学大全』『モータースポーツのテクノロジー2016-2017』(ともに三栄書房)、『図解自動車エンジンの技術』(ナツメ社)など

世良耕太のときどきF1その他いろいろな日々:http://serakota.blog.so-net.ne.jp/

伝説のF1パイロット、セナの名を持つマクラーレンのニューモデルが登場!

マクラーレン・オートモーティブは12月10日、新型車「マクラーレン・セナ」を発表した。

 

20171213_hayashi_LV_04

 

車名は、伝説のF1ドライバー「アイルトン・セナ」にちなんだもの。マクラーレンP1の後継を担う同社のアルティメット・シリーズに属するモデルとして誕生した。

 

20171213_hayashi_LV_05

 

カーボンファイバーによるモノコック「モノケージⅢ」や、ボディパネルのすべてにカーボンファイバーを用いることで、車重はかつての名車マクラーレンF1以来、最も軽量な1198kgを実現。エンジンは800ps/800Nmを引き出す4リッターV8ツインターボの「M840TR」を搭載。7速のデュアルクラッチトランスミッションを介して後輪を駆動する。

 

20171213_hayashi_LV_06

 

ボディのフロントとリアにはアクティブエアロダイナミクスが導入され、ダウンフォースとエアロコントロール性能を極限まで高めている。カーボン製のドアは上下に2分割されたウィンドウが特徴的だ。

 

20171213_hayashi_LV_07

 

インテリアにはカーボンファイバーが多用され、アルカンターラやレザーが組み合わされている。

 

20171213_hayashi_LV_08

 

このマクラーレン・セナは世界500台の限定で発売。英国市場での車両価格は75万ポンド(1億1380万円)からと発表された。車両の正式お披露目は、2018年3月に開催されるジュネーブ・ショーを予定している。

 

 

 

【東京モーターショー2017】ルノーF1参戦40周年を記念し、メガーヌR.S.(ルノースポール)を中心にスポーツモデルを全面に打ち出す!!

ブース奥の壁面に展示されたルノーのF1マシンの横には、F1参戦40周年を記念したロゴが配されている。1977年の初参戦からエンジン提供のみを含めて12回のコンストラクターズチャンピオンに輝いたルノー。今回は、ルノースポール(R.S.)を中心としたスポーツモデルのみが並んでいる。技術面では直結していなくてもF1参戦の情熱が各車に注がれていて、それが表現されたのが今回の展示だという。

20171031_hayashi_LV_01

また、ルノーは、フランス語を使ったボディカラーと、フランスらしい色にこだわっているのも特徴で、ブース全体を見渡すとほかにはないカラフルな展示で心が浮き立ってくるはずだ。

 

メガーヌR.S.

20171031_hayashi_LV_02

20171031_hayashi_LV_03↑新型メガーヌR.S.は、新型ルノー メガーヌ GTよりもフェンダーを拡幅し、フロントが60㎜、リアが45㎜ワイドになっている。タイヤは245/35R19サイズのブリヂストン・ポテンザS001を装着し、専用アルミホイールからはブレンボ製のレッドキャリパーがのぞく。専用ボディカラーの「オランジュ トニック」で、光の当り方により見え方がガラリと変わる。マフラーの出口はスクエアな形状で、センター出しにより存在感を強調する

 

最大の注目は、先のフランクフルトモーターショーで初公開された新型メガーヌR.S.で、モーターショー前に発表されたばかりのメガーヌGT/スポーツ・ツアラーGTとともに出展されている。年間5000台超とまだシェアは大きくはないが、毎年業績を伸ばしているだけに、看板モデルのカングーなしでも存在感を抱かせるブースになっている。

 

メガーヌGT

20171031_hayashi_LV_04

 

トゥインゴ GT

20171031_hayashi_LV_05