フォーミュラ1カー (Formula One car ) は、フォーミュラカー の一種 いっしゅ でF1世界 せかい 選手権 せんしゅけん の規則 きそく に沿 そ ったレーシングカー である。
現代 げんだい のフォーミュラ1カーが、他 た のフォーミュラカー (レースカテゴリ用 よう マシン)と大 おお きく異 こと なる点 てん として、参戦 さんせん する各 かく チームが独自 どくじ にマシンを作 つく る ことにある[* 1] 。生産 せいさん 性 せい やコストパフォーマンスが重視 じゅうし される量産 りょうさん 車 しゃ やこれをベースにするプロトタイプカーレース、共通 きょうつう シャーシを用 もち いる他 ほか のフォーミュラカーレースとは全 まった く異 こと なる「1品 ひん モノ 」ないし、多 おお くて数 すう 台 だい しか製作 せいさく されない車両 しゃりょう である。また材質 ざいしつ はその素材 そざい の特性 とくせい (重量 じゅうりょう 、強度 きょうど など)を第 だい 一 いち に選択 せんたく され、早 はや くからクロモリ鋼 こう など比較的 ひかくてき 高価 こうか な材料 ざいりょう が使 つか われていたが、近年 きんねん は更 さら に高 こう コストな素材 そざい (チタン 合金 ごうきん 、カーボンファイバー (C-FRP) )が多用 たよう され、高価 こうか な素材 そざい の使用 しよう に拍車 はくしゃ がかかっていた。しかし開発 かいはつ ・製作 せいさく 費 ひ の高騰 こうとう から、安全 あんぜん 性 せい のための部材 ぶざい [* 2] 以外 いがい についてはF1レギュレーション により規制 きせい が年々 ねんねん 強 つよ められている傾向 けいこう にある。
車両 しゃりょう 価格 かかく の全容 ぜんよう はつかみにくいが、2024年 ねん のモナコ・グランプリでレッドブルの車両 しゃりょう が全 ぜん 損 そん に近 ちか い形 かたち で大破 たいは した際 さい には、チーム側 がわ が200万 まん ドルから300万 まん ドルといった被害 ひがい 額 がく を主張 しゅちょう した例 れい がある[1] 。
カーボンファイバー 製 せい のモノコック が全 すべ てのチームで採用 さいよう されている。カーボンファイバーは強固 きょうこ だが柔軟 じゅうなん 性 せい に欠 か けるため、カーボンファイバーの間 あいだ にアルミニウム 製 せい のハニカム を挟 はさ んでいる。レギュレーション ではシャーシの材料 ざいりょう については特 とく に言及 げんきゅう されていない。しかし、シャーシの各部 かくぶ についてFIAが強度 きょうど を確認 かくにん する「クラッシュテスト」が毎年 まいとし 実施 じっし され、これをクリアするにはカーボンファイバー製 せい 以外 いがい では困難 こんなん になってきていることが、カーボンファイバー製 せい のシャーシしか存在 そんざい しない一因 いちいん となっている。レギュレーションでは「サバイバルセル」 と表現 ひょうげん される。
シャーシは各 かく チームが独自 どくじ の物 もの を製造 せいぞう し、カーボンファイバー製品 せいひん の製造 せいぞう に必須 ひっす なオートクレーブ はチームが所有 しょゆう していることがほとんどだが外注 がいちゅう しているチームもある。
構造 こうぞう については、最初 さいしょ 期 き はラダーフレーム といった簡素 かんそ な構造 こうぞう にシンプルなデザインのものが多数 たすう を占 し めていたが、エンジンパワーやマシンの速度 そくど が向上 こうじょう するにつれて、ラダーフレーム → バスタブ構造 こうぞう → モノコック構造 こうぞう というように、より動的 どうてき 車体 しゃたい 剛性 ごうせい が高 たか い構造 こうぞう に切 き り替 か わっていった。さらに、空 そら 力 りょく が追求 ついきゅう されることで形状 けいじょう も複雑 ふくざつ なものへと変化 へんか していった。
素材 そざい としては1980年代 ねんだい 半 なか ばまで、ほとんどアルミニウムが使用 しよう されてきたが、1980年代 ねんだい の大 だい 出力 しゅつりょく のターボ エンジンの強大 きょうだい なパワーを支 ささ えることや、速度 そくど 上昇 じょうしょう によるシャーシの強度 きょうど アップが求 もと められた結果 けっか 、カーボンファイバー製 せい 以外 いがい のシャーシは駆逐 くちく された。同様 どうよう に、エンジンカバーなどの空 そら 力 りょく パーツやサスペンションアームなどは軽量 けいりょう 化 か や強度 きょうど アップの面 めん からシャーシと同 おな じくカーボンファイバー製 せい のものが多数 たすう 使用 しよう されている。
BMW P86(2.4 L ・V8 自然 しぜん 吸気 きゅうき エンジン 2006年 ねん )
2014年 ねん に1.6 L シングルターボ / V6 、最高 さいこう 回転 かいてん 数 すう 15,000 rpm が規定 きてい となり、細 こま かい規定 きてい 変更 へんこう を繰 く り返 かえ しながらも現在 げんざい までの基本形 きほんけい となっている。
過去 かこ には自然 しぜん 吸気 きゅうき エンジン搭載 とうさい 車 しゃ とターボエンジン搭載 とうさい 車 しゃ の混 こん 走 はし や、V8 - V12 エンジンの混 こん 走 はし 、1.5 Lツインターボ / V6 で最高 さいこう 出力 しゅつりょく が1,500馬力 ばりき 以上 いじょう のものや、2005年 ねん まで使用 しよう されていた3 L自然 しぜん 吸気 きゅうき / V10 で最高 さいこう 出力 しゅつりょく が900馬力 ばりき 以上 いじょう ・最高 さいこう 回転 かいてん 数 すう が20,000 rpm以上 いじょう 、などバラエティに富 と む時代 じだい もあったが、エンジン開発 かいはつ 競争 きょうそう による開発 かいはつ 費 ひ の高騰 こうとう を抑制 よくせい する等 ひとし の目的 もくてき から規制 きせい が次第 しだい に厳 きび しくなり、現在 げんざい ではエンジンの吸気 きゅうき 系統 けいとう や排気 はいき 量 りょう が統一 とういつ されるとともに、各部 かくぶ の寸法 すんぽう も厳密 げんみつ に規定 きてい されており、2014年 ねん は開発 かいはつ 凍結 とうけつ 、2015年 ねん から2016年 ねん まで「トークン制 せい 」を採用 さいよう しエンジンのアップデートが厳 きび しく制限 せいげん された。トークン制 せい は2017年 ねん に廃止 はいし されたが、年間 ねんかん 使用 しよう 数 すう がより厳 きび しく制限 せいげん されたため頻繁 ひんぱん なアップデートは難 むずか しくなっている。
エンジンコントロールユニット (ECU)は、2008年 ねん からマクラーレン・エレクトロニック・システムズ (現 げん :マクラーレン・アプライド・テクノロジーズ)が供給 きょうきゅう する共通 きょうつう ECUに統一 とういつ されている。また2018年 ねん からは、エンジンに取 と り付 つ けられる圧力 あつりょく ・温度 おんど センサーも同社 どうしゃ 製 せい のものに統一 とういつ された[2] 。
現在 げんざい の設計 せっけい では、シリンダーブロック をシャーシ のストレスメンバーとして使用 しよう するためエンジン単体 たんたい での応力 おうりょく 以外 いがい も考慮 こうりょ されている。(ストレスマウント 方式 ほうしき )
軽量 けいりょう 化 か のため、エンジンブロックはアルミニウムで製造 せいぞう される場合 ばあい が多 おお い。しかし、アルミニウムの強度 きょうど が低 ひく いことから鉄製 てつせい のシリンダーライナー (ピストンと接触 せっしょく する部分 ぶぶん )を挿入 そうにゅう することが多 おお かった[3] 。現在 げんざい では、アルミニウム表面 ひょうめん にニカジルメッキ(ニッケル /シリコン・カーバイド )を施 ほどこ すことでライナーを省略 しょうりゃく することが多 おお い[3] 。
ピストン は軽量 けいりょう 化 か を図 はか るために鍛造 たんぞう アルミニウム合金 ごうきん を使用 しよう し、摩擦 まさつ を低減 ていげん するために極端 きょくたん にスカートが短 みじか い[4] 。ピストン1個 いっこ 当 あ たりの重量 じゅうりょう は200 g 強 つよ である[5] 。
高 こう 強度 きょうど ・軽量 けいりょう な性質 せいしつ を持 も つベリリウム 合金 ごうきん が1990年代 ねんだい 後半 こうはん にマクラーレン によって使用 しよう されたとの噂 うわさ もあるが[4] 、現在 げんざい は使用 しよう が禁止 きんし されている。また、2000年代 ねんだい に入 はい ってから、メタル・マテリアル・コンポジット(MMC)と呼 よ ばれる複 ふく 合 あい 材料 ざいりょう が使用 しよう されたが、2006年 ねん 以降 いこう 使用 しよう が禁止 きんし されている。
乗用車 じょうようしゃ は通常 つうじょう 3本 ほん のリング(オイルリング1本 ほん とコンプレッションリング2本 ほん )がピストン側面 そくめん に装着 そうちゃく されているが、摩擦 まさつ 損失 そんしつ 低減 ていげん のためにこれが2本 ほん (オイルリングとコンプレッションリングを1本 ほん ずつ)しか装着 そうちゃく されていない[4] 。
コンロッド はチタン合金 ごうきん を使用 しよう する[6] 。断面 だんめん 形状 けいじょう はI型 がた やH型 がた が一般 いっぱん 的 てき ではあるが、断面 だんめん を中空 ちゅうくう とした中空 なかぞら コンロッドを使用 しよう するチームもあった[6] 。I型 がた やH型 がた に比 くら べると強度 きょうど が高 たか くなる。
バルブ の材質 ざいしつ はチタンが主流 しゅりゅう である[7] 。閉 と じる方法 ほうほう として金属 きんぞく ばねが長 なが く用 もち いられたが、1990年代 ねんだい のエンジンの高 こう 回転 かいてん 化 か の進展 しんてん に伴 ともな い、圧縮 あっしゅく 空気 くうき をばねの代 か わりに用 もち いたニューマチック 式 しき が現在 げんざい の主流 しゅりゅう である。このニューマチック方式 ほうしき は、1986年 ねん にルノー が初 はじ めて採用 さいよう した。金属 きんぞく ばねでは、回転 かいてん 数 すう が上昇 じょうしょう すると共 とも にサージングと呼 よ ばれる共振 きょうしん 現象 げんしょう が発生 はっせい し、回転 かいてん 数 すう の上昇 じょうしょう の妨 さまた げになるからである[8] 。
エンジンの吸気 きゅうき 効率 こうりつ や排気 はいき 効率 こうりつ を高 たか めるため、最初 さいしょ 期 き に2本 ほん (吸気 きゅうき 1本 ほん ・排気 はいき 1本 ほん )だったバルブの数 かず は、4本 ほん (吸気 きゅうき 2本 ほん ・排気 はいき 2本 ほん )が主流 しゅりゅう となった。1990年代 ねんだい 前半 ぜんはん 、エンジンのバルブを1気筒 きとう あたり5本 ほん (吸気 きゅうき 3本 ほん ・排気 はいき 2本 ほん )としたエンジンをヤマハ やフェラーリ が実戦 じっせん に投入 とうにゅう したが、普及 ふきゅう することはなかった。
クライマックス FWMVエンジン(1.5 L・V8自然 しぜん 吸気 きゅうき エンジン)
最初 さいしょ 期 き にはスーパーチャージャー を搭載 とうさい したエンジンがあったが、燃費 ねんぴ の悪 わる さなどから自然 しぜん 吸気 きゅうき エンジンに取 と って代 か わられた。1950年代 ねんだい 後半 こうはん には、コヴェントリー・クライマックス がエンジン供給 きょうきゅう を開始 かいし 。FPFエンジン、FWMVエンジンなどが多 おお くのチームに供給 きょうきゅう された。しかし、1966年 ねん に排気 はいき 量 りょう が1.5 Lから3.0 Lに倍増 ばいぞう されたのを機 き にF1から撤退 てったい してしまう。
フォード・コスワース・DFVエンジン (3.0 L・V8自然 しぜん 吸気 きゅうき エンジン)
クライマックスがF1から撤退 てったい した後 のち 、フォード・コスワース・DFVエンジン が1967年 ねん にデビューした。この年 とし はロータス に独占 どくせん 供給 きょうきゅう されていたが、翌年 よくねん 以降 いこう はロータス以外 いがい にも市販 しはん され、1970年代 ねんだい まで自然 しぜん 吸気 きゅうき エンジン(またはDFVエンジン)の独擅場 どくせんじょう となった。
DFVエンジンのデビューに前後 ぜんご して、エンジンのストレスメンバー化 か が進行 しんこう していった。ホンダ が初 はじ めてF1に持 も ち込 こ んだ設計 せっけい である。従来 じゅうらい では、後 こう 車軸 しゃじく 付近 ふきん まで伸 の びたモノコックにリヤサスペンションを取 と り付 つ けていたが、それを直接 ちょくせつ エンジンのシリンダーブロックやギヤボックスに取 と り付 つ ける方法 ほうほう が考案 こうあん された。そうすることで、余分 よぶん なモノコック構造 こうぞう を削減 さくげん することで軽量 けいりょう 化 か ができるようになった。その分 ぶん 、エンジンのシリンダーブロックに負担 ふたん がかかることになったので、シリンダーブロックの強度 きょうど がより求 もと められるようになった。
1977年 ねん 、ルノー がターボエンジンを携 たずさ えて参戦 さんせん を開始 かいし した。参戦 さんせん 初期 しょき はトラブルが多発 たはつ し、黄色 おうしょく の車体 しゃたい とエンジンブローの様子 ようす から「イエローティーポット」と揶揄 やゆ されたが、1979年 ねん に初 はつ 優勝 ゆうしょう を獲得 かくとく する。これ以降 いこう 、ターボエンジンの優位 ゆうい 性 せい に気 き づいた他 た 陣営 じんえい も挙 こぞ ってターボエンジンを開発 かいはつ する(フェラーリ :1981年 ねん 、BMW :1982年 ねん 、ポルシェ :1983年 ねん 、ホンダ :1983年 ねん など)。1980年代 ねんだい 後半 こうはん にはほとんどのマシンで搭載 とうさい されていた。わずか1.5 Lの排気 はいき 量 りょう で1,000〜1,500馬力 ばりき オーバーの出力 しゅつりょく まで発生 はっせい させたが、1988年 ねん いっぱいでターボエンジンは一度 いちど 禁止 きんし される。
1989年 ねん 以降 いこう は自然 しぜん 吸気 きゅうき エンジンのみとなり、排気 はいき 量 りょう は3.5 L以下 いか であった。シリンダー配置 はいち には、シャーシとのマッチングを考慮 こうりょ したV8(フォード、ジャッド )、エンジンの出力 しゅつりょく を優先 ゆうせん したV12(フェラーリ、ランボルギーニ )、双方 そうほう の中 なか 間 あいだ であるV10(ルノー、ホンダ[* 3] )が出現 しゅつげん する。1994年 ねん サンマリノグランプリ で起 お こったドライバーの死傷 ししょう 事故 じこ を受 う けて翌 よく 1995年 ねん からは3 Lに縮小 しゅくしょう され、この年 とし 限 かぎ りでV12エンジンはF1から姿 すがた を消 け した。1998年 ねん には、前年 ぜんねん までV8エンジンを供給 きょうきゅう していたフォードとハート もV10エンジンの供給 きょうきゅう に切 き り替 か えたため、F1に出走 しゅっそう する全車 ぜんしゃ がV10エンジンを搭載 とうさい することとなった(後述 こうじゅつ のとおり、最終 さいしゅう 的 てき には2000年 ねん のレギュレーションでエンジン形式 けいしき がV10に統一 とういつ された)。2006年 ねん には、最速 さいそく 速度 そくど の向上 こうじょう 、ラップタイムの短縮 たんしゅく に歯止 はど めをかけるため、排気 はいき 量 りょう が2.4 L以下 いか で8気筒 きとう に制限 せいげん された。2007年 ねん 以降 いこう 、資金 しきん 負担 ふたん の軽減 けいげん を目的 もくてき にエンジン開発 かいはつ が凍結 とうけつ された。
その後 ご 、2009年 ねん にはブレーキング時 じ のエネルギーを回収 かいしゅう ・蓄積 ちくせき し、再 さい 利用 りよう するKERS が導入 どうにゅう され、2014年 ねん のレギュレーション改定 かいてい に伴 ともな い、運動 うんどう エネルギー回生 かいせい に加 くわ えて排気 はいき ガスから熱 ねつ エネルギーを回生 かいせい することもできるERSに発展 はってん 、前者 ぜんしゃ はMGU-K (MGUはMotor Generator Unitの略 りゃく 、KはKinetic(運動 うんどう )の略 りゃく )、後者 こうしゃ はMGU-H (HはHeat(熱 ねつ =排 はい 熱 ねつ エネルギー)の略 りゃく )と称 しょう される。これに加 くわ えてバッテリー (Energy Store, ES )、電子 でんし 制御 せいぎょ 装置 そうち (Control Electronic, CE )、ターボ(Turbo Charger, TC )、排気 はいき 量 りょう 1.6 LのV6エンジン(Internal Combustion Engine, ICE )の各 かく コンポーネントで構成 こうせい された「パワーユニット 」(Power Unit, PU )が供給 きょうきゅう されるようになった[10] 。これにより、1988年 ねん 以来 いらい 途絶 とだ えていたF1におけるターボエンジンが復活 ふっかつ した。
エンジンの使用 しよう 基数 きすう に関 かん しては特 とく に制限 せいげん が設 もう けられていなかったことから、トップチームの中 なか には、予選 よせん だけにパフォーマンスや耐久 たいきゅう 性 せい の的 まと を絞 しぼ った「予選 よせん 用 よう エンジン」を使用 しよう するチームもあった。しかし、2003年 ねん のエンジン交換 こうかん の制限 せいげん を皮切 かわき りにエンジンの使用 しよう についての制限 せいげん が設 もう けられるようになった。まず、2003年 ねん についてはフリー走行 そうこう の制限 せいげん はなかったが「予選 よせん と決勝 けっしょう を同 どう 一 いち エンジンで走行 そうこう すること」という規定 きてい が導入 どうにゅう され、2004年 ねん にはフリー走行 そうこう から決勝 けっしょう 終了 しゅうりょう までの1レースを1エンジンのみでの運用 うんよう 、2005年 ねん から2008年 ねん の間 あいだ は、2レースを1台 だい のエンジンのみで運用 うんよう する規定 きてい が導入 どうにゅう された。2009年 ねん から2013年 ねん まで、テストを含 ふく めた1年間 ねんかん に使用 しよう できるエンジンの台数 だいすう がテストを含 ふく めて1チーム20台 だい に規制 きせい され、その内容 ないよう はドライバー1人 にん あたりレース用 よう に8台 だい 、残 のこ り4台 だい はテスト用 よう として割 わ り当 あ てられた。ただし、レース用 よう のエンジンは2008年 ねん までの使用 しよう 義務 ぎむ が廃止 はいし されており、交換 こうかん のタイミングはチーム側 がわ にゆだねられている。
しかし、2014年 ねん のPUの型式 けいしき となってからは、使用 しよう 制限 せいげん はより厳 きび しくなり、テストは例外 れいがい となったが、シーズンに使 つか えるPUに関 かん しては、2014年 ねん は年間 ねんかん 5基 き 、それ以降 いこう は年間 ねんかん 4基 き となった(ただし、2015年 ねん はその年 とし 復帰 ふっき したホンダのみシーズン途中 とちゅう から特例 とくれい で2015年 ねん に限 かぎ り5基 き 使用 しよう することが許可 きょか された。また、2016年 ねん は21戦 せん に増 ふ えたため全車 ぜんしゃ 5基 き となっている)。2018年 ねん 以降 いこう はさらにICE、TC、MGU-Hが年間 ねんかん 3基 き 、ES、CE、MGU-Kが年間 ねんかん 2基 き まで削減 さくげん される[10] 。また、1つのPUの最低限 さいていげん の使用 しよう 義務 ぎむ はないものの、ペナルティの回避 かいひ を目指 めざ す場合 ばあい 、事実 じじつ 上 じょう 1つのエンジンで複数 ふくすう のレースを走 はし ることが事実 じじつ 上 じょう 義務 ぎむ 化 か された。
当初 とうしょ は降格 こうかく グリッド数 すう に応 おう じて決勝 けっしょう スタート順位 じゅんい が決 き まる仕組 しく みとなっていたが、同 どう 一 いち GPにてフリー走行 そうこう と予選 よせん でそれぞれ交換 こうかん した場合 ばあい 、降格 こうかく グリッド数 すう の合計 ごうけい 値 ち が100を超 こ えるケース[11] が発生 はっせい したうえ、グリッド数 すう が膨大 ぼうだい な数字 すうじ となるうえ、PUの交換 こうかん を申請 しんせい したタイミングで順位 じゅんい の変動 へんどう もあり、決勝 けっしょう スタート時 じ の順位 じゅんい に混乱 こんらん が生 しょう じた[* 4] 。
それを受 う け、2018年 ねん 以降 いこう は各 かく コンポーネントが使用 しよう 制限 せいげん を超 こ えた場合 ばあい 、1つ目 め のコンポーネントは予選 よせん 順位 じゅんい から10グリッド降格 こうかく 、2つ目 め 以降 いこう は5グリッドずつ降格 こうかく だが、降格 こうかく グリッド数 すう が15を超 こ えた場合 ばあい は予選 よせん 順位 じゅんい に関 かか わらず最 さい 後尾 こうび からのスタートになるという規定 きてい [12] に変更 へんこう された。ところが、2018年 ねん に関 かん してはこの規定 きてい の不備 ふび が発生 はっせい することとなった。この年 とし は2人 ふたり 以上 いじょう のドライバーが最 さい 後尾 こうび スタートの条件 じょうけん に該当 がいとう した場合 ばあい 、該当 がいとう 者 しゃ がコースインした順番 じゅんばん に応 おう じて最 さい 後尾 こうび スタートが指示 しじ される仕組 しく みであったため、先 さき にコースインできれば最 さい 後尾 こうび を回避 かいひ できる仕組 しく みとなってしまったため、少 すこ しでも前 まえ のグリッドを手 て にするべく、フリー走行 そうこう 1回 かい 目 め 開始 かいし の数 すう 十 じゅう 分 ふん 前 まえ からピットレーン出口 でぐち にマシンが並 なら ぶという異様 いよう な光景 こうけい が複 ふく 数 すう 回 かい 発生 はっせい した。そのため、2019年 ねん 以降 いこう は最 さい 後尾 こうび スタートが指示 しじ されても予選 よせん の結果 けっか で決定 けってい されることになった。[13]
当初 とうしょ 、MGU-Hについては故障 こしょう が最 もっと も多 おお く発生 はっせい し、多数 たすう のドライバーがグリッドペナルティを受 う ける大 おお きな原因 げんいん となっていた他 ほか 、構造 こうぞう が複雑 ふくざつ 過 す ぎることで開発 かいはつ の困難 こんなん さやコストが問題 もんだい 視 し されていたため、2017年 ねん ごろに2020年 ねん をもって廃止 はいし される計画 けいかく [14] が建 た てられたが、時 とき のエンジンメーカーが反対 はんたい [15] したため、計画 けいかく は撤廃 てっぱい され[16] 、2024年 ねん までは2014年 ねん のエンジン形式 けいしき が存続 そんぞく される形 かたち となった[17] 。
エンジン規定 きてい の変遷 へんせん
年度 ねんど
自然 しぜん 吸気 きゅうき (NA)
過 か 給 きゅう 器 き
備考 びこう
1950-1951
4.5 L
1.5 L
1952-1953
2.0 L
0.5 L
F2 規定 きてい により争 あらそ われた
1954-1960
2.5 L
0.75 L
1961-1965
1.5 L
-
1966-1985
3.0 L
1.5 L
1972年 ねん から最大 さいだい 気筒 きとう 数 すう が12となる 1981年 ねん から4ストロークエンジン のみ
1986
-
1.5 L
1987-1988
3.5 L
1.5 L
過 か 給 きゅう 圧 あつ が87年 ねん 4bar、88年 ねん 2.5barに規制 きせい
1989-1994
3.5 L
-
1995-2005
3.0 L
-
2000年 ねん からV10 に統一 とういつ
2006-2013
2.4 L
-
V8 のみ
2014-2024(予定 よてい )
-
1.6 L
直 ちょく 噴 、V6 シングルターボ のみ
燃料 ねんりょう はガソリン が主流 しゅりゅう であるが、1950年代 ねんだい には過 か 給 きゅう 時 じ のノックを防 ふせ ぐためメタノール を使用 しよう するチームがあった。しかし、メタノールは発熱 はつねつ 量 りょう が小 ちい さく、燃費 ねんぴ が(1 km /L程度 ていど にまで)悪化 あっか する欠点 けってん を持 も っていた[18] 。その後 ご 、1980年代 ねんだい 後半 こうはん には耐 たい ノック性 せい が良 よ く比重 ひじゅう の大 おお きいトルエン に、ノルマルヘプタン を混合 こんごう したものが使用 しよう された例 れい もある[19] 。
出力 しゅつりょく の向上 こうじょう を目的 もくてき に、かつてF1マシン専用 せんよう に各 かく チームごとに調合 ちょうごう された燃料 ねんりょう が使用 しよう された。しかし、この燃料 ねんりょう は悪臭 あくしゅう などを撒 ま き散 ち らし、ピットレーンは異様 いよう な臭 にお いや刺激 しげき にさらされていたが[* 5] 、環境 かんきょう 問題 もんだい の高 たか まりを受 う けて、1992年 ねん 途中 とちゅう から「特殊 とくしゅ 燃料 ねんりょう 」の使用 しよう が禁 きん じられた[* 6] 。
2007年 ねん からはバイオエタノールが5 % 混合 こんごう されるようになり、2022年 ねん からは混合 こんごう 率 りつ が10%にupされた(いわゆる「E10燃料 ねんりょう 」)[20] 。2026年 ねん からはいわゆる「100%カーボンニュートラル燃料 ねんりょう 」の使用 しよう が義務付 ぎむづ けられる(なおバイオ燃料 ねんりょう か合成 ごうせい 燃料 ねんりょう かは問 と わない)[21] 。
慣性 かんせい モーメントの減少 げんしょう や燃料 ねんりょう の増減 ぞうげん による挙動 きょどう 変化 へんか の減少 げんしょう を狙 ねら い、コクピットとエンジンの間 あいだ に設置 せっち される。最小 さいしょう 容量 ようりょう は特 とく に定 さだ められていないが、2010年 ねん からレース中 ちゅう での燃料 ねんりょう 補給 ほきゅう は禁止 きんし され、さらに2014年 ねん から1時 じ 間 あいだ 当 あ たりの燃料 ねんりょう 流量 りゅうりょう が100 kg に規制 きせい されていることから[22] 、容量 ようりょう は100〜150 Lと推測 すいそく される。
かつては、金属 きんぞく 製 せい タンクに燃料 ねんりょう を入 い れていたが、クラッシュなどの衝撃 しょうげき で破損 はそん し火災 かさい につながりやすかった。それを防止 ぼうし するため、1970年 ねん からは簡単 かんたん には破 やぶ れない積層 せきそう ゴムの使用 しよう が義務付 ぎむづ けられ[23] 、現在 げんざい ではその周 まわ りを防弾 ぼうだん チョッキ素材 そざい であるケブラー で包 つつ み鋭 するど い破片 はへん から保護 ほご している。さらに導入 どうにゅう 時期 じき は不明 ふめい であるが、タンク1個 いっこ 当 あ たりの容量 ようりょう 上限 じょうげん を定 さだ め、タンクが破損 はそん した際 さい の燃料 ねんりょう 漏 も れを抑 おさ えることとした[24] 。しかし、1978年 ねん からは燃料 ねんりょう タンクを一 ひと つにまとめること(シングルセル化 か )が規定 きてい されるようになった[25] 。2020年 ねん 現在 げんざい はケブラー繊維 せんい とゴムを編 あ み込 こ んだ「818-D」と呼 よ ばれる構造 こうぞう 体 たい の使用 しよう が義務付 ぎむづ けられており、一説 いっせつ には「鋼鉄 こうてつ の5倍 ばい の強度 きょうど を持 も つ」という[26] 。
1983年 ねん から1993年 ねん 、および2010年 ねん 以降 いこう はレース中 ちゅう の給油 きゅうゆ が禁止 きんし されているが、それ以外 いがい の年 とし において、レース中 ちゅう にピットインし、再 さい 給油 きゅうゆ 作業 さぎょう を行 おこな うことが認 みと められていた。特 とく に1994年 ねん 以降 いこう 、レースの戦略 せんりゃく を立 た てる上 うえ で燃料 ねんりょう 補給 ほきゅう のタイミングや補給 ほきゅう 量 りょう が重要 じゅうよう なものとなった。ピットで給油 きゅうゆ ホースと燃料 ねんりょう タンクを接続 せつぞく すると、毎秒 まいびょう 12 Lの割合 わりあい で補給 ほきゅう できた[27] 。ホースは二 に 重 じゅう 構造 こうぞう になっており、外側 そとがわ のチューブから燃料 ねんりょう が供給 きょうきゅう され、内側 うちがわ のチューブからタンク内 ない の空気 くうき を排出 はいしゅつ していた[27] 。
元 もと F1チャンピオンのデイモン・ヒル は「現在 げんざい では燃費 ねんぴ の向上 こうじょう と燃料 ねんりょう タンク容量 ようりょう 制限 せいげん により、以前 いぜん よりは再 さい 給油 きゅうゆ の重要 じゅうよう 性 せい は薄 うす れている」とコメントしている[28] 。
なお燃料 ねんりょう 供給 きょうきゅう 系 けい についても使用 しよう パーツのワンメイク化 か が進 すす められており、2022年 ねん シーズンより燃料 ねんりょう プライマーポンプはマニエッティ・マレリ 、高 こう 圧 あつ 燃料 ねんりょう ポンプと配管 はいかん はボッシュ 製 せい に統一 とういつ される[29] 。
ロータス・T127 のギアボックス(2010年 ねん )
(フルオートの)オートマチックトランスミッション や無 む 段 だん 変速 へんそく 機 き (CVT)は禁止 きんし されている。CVTは1993年 ねん にウイリアムズがFW15C にてテストを行 おこな ったことがあるが実戦 じっせん 投入 とうにゅう には至 いた らず、後 のち にレギュレーションで明示 めいじ 的 てき に禁止 きんし となった。
ギアボックス・ギヤボックスの呼 よ び名 な が一般 いっぱん 的 てき で、基本 きほん 的 てき にトランスミッションとは呼 よ ばない。
現代 げんだい では完全 かんぜん マニュアルトランスミッション というわけでもなく、パドルシフト操作 そうさ でクラッチ操作 そうさ の不要 ふよう なセミオートマチックトランスミッション を全 ぜん チームが採用 さいよう し、変速 へんそく 時 じ の駆動 くどう 力 りょく の抜 ぬ けが極限 きょくげん まで短 みじか くなる方向 ほうこう で開発 かいはつ が進 すす んでいる。また、レギュレーションで、前進 ぜんしん 8速 そく と後進 こうしん 1速 そく となっている。
パドルシフト導入 どうにゅう 以前 いぜん は、3ペダル、Hパターンのオーソドックスなマニュアルトランスミッション車 しゃ で、前進 ぜんしん 5速 すみや か6速 そく であった。パドルシフトは、1989年 ねん にフェラーリ がF1初 はつ のパドルシフト車 しゃ 640 を導入 どうにゅう 後 ご 一気 いっき に広 ひろ まった。
1970年代 ねんだい まで、ギアボックスメーカーとして有名 ゆうめい なヒューランド からギアボックスを購入 こうにゅう し、そのままマシンに搭載 とうさい しているチームが多数 たすう を占 し めていた。1970年代 ねんだい 後半 こうはん のグラウンドエフェクトの開発 かいはつ により、マシン後 ご 端 はし に位置 いち するギヤボックスがディフューザーの設計 せっけい を妨 さまた げてしまうことが判明 はんめい した[30] 。そのため、ギアボックスの外装 がいそう (ケーシング)をチーム独自 どくじ で開発 かいはつ し、ギアなどの内部 ないぶ 部品 ぶひん を購入 こうにゅう するパターンが増加 ぞうか した。
ケーシングの材質 ざいしつ は、アルミニウムやマグネシウム が主流 しゅりゅう であったが、軽量 けいりょう 化 か の観点 かんてん から、カーボンファイバーやチタン を採用 さいよう するチームもある。
配置 はいち に関 かん して、横 よこ 置 お きと縦 たて 置 お きがあるが、1998年 ねん に車体 しゃたい 幅 はば の縮小 しゅくしょう がレギュレーションで実施 じっし されて以来 いらい 、もっぱらどの車 くるま も幅 はば の狭 せま さ的 てき に有利 ゆうり な縦 たて 置 お き配置 はいち を採用 さいよう している。
2003年 ねん 途中 とちゅう から、ホンダがクラッチを介 かい さずシフトチェンジをするシームレスシフト機構 きこう を導入 どうにゅう した。
2014年 ねん からのパワーユニット規定 きてい 下 か では8速 そく シームレスシフト・基本 きほん 的 てき に各 かく PUとセットで使用 しよう する複雑 ふくざつ な構造 こうぞう なので、以前 いぜん は自 じ チームで開発 かいはつ していたザウバー などはPU供給 きょうきゅう 側 がわ などのギアボックス購入 こうにゅう に頼 たよ らざるを得 え ない状態 じょうたい となっている。
ドライバーの安全 あんぜん 確保 かくほ や、強度 きょうど 的 てき ・空 そら 力 りょく 的 てき な観点 かんてん からコックピット開口 かいこう 部 ぶ が過度 かど に小 ちい さくなることを防 ふせ ぐために、1972年 ねん から開口 かいこう 部 ぶ の最低 さいてい 寸法 すんぽう が定 さだ められている[24] 。ドライバーがレース用 よう の装備 そうび で外部 がいぶ から助 たす けを得 え ずに5秒 びょう 以内 いない にコックピットから脱出 だっしゅつ できるように規定 きてい されている。
衝突 しょうとつ 時 じ に頭 あたま が振 ふ られてコックピットの縁 えん に強打 きょうだ することを防 ふせ ぐため、1995年 ねん から後方 こうほう 部分 ぶぶん に、1996年 ねん からは側面 そくめん 部分 ぶぶん にエネルギー吸収 きゅうしゅう パッドが装着 そうちゃく されている。1994年 ねん モナコグランプリ において、ザウバー のカール・ヴェンドリンガー がクラッシュで頭部 とうぶ を強打 きょうだ し、一時 いちじ 意識 いしき 不明 ふめい に陥 おちい ったことが設置 せっち のきっかけである。2018年 ねん 現在 げんざい は特殊 とくしゅ 保護 ほご 材 ざい がコクピット開口 かいこう 部 ぶ 及 およ び両足 りょうあし 部分 ぶぶん に装着 そうちゃく されるが、気温 きおん によって性能 せいのう が変化 へんか するため、気温 きおん 30℃以上 いじょう 用 もちい (Confor CF45、青色 あおいろ )とそれ以下 いか 用 もちい (Confor CF42、桃色 ももいろ )の2種類 しゅるい の保護 ほご 材 ざい が使 つか い分 わ けられている[31] 。
また部品 ぶひん 等 とう が側面 そくめん を貫通 かんつう してドライバーを傷 きず つけることを防止 ぼうし する目的 もくてき で、2007年 ねん からは側面 そくめん にザイロン とカーボンの積層 せきそう 構造 こうぞう によるパネルを設 もう けることが義務付 ぎむづ けられている[32] 。さらに2018年 ねん からはコックピット保護 ほご システムとして「Halo 」の搭載 とうさい が義務付 ぎむづ けられる[33] 。
加速 かそく ・旋回 せんかい ・減速 げんそく 時 じ に4 G (重力 じゅうりょく の4倍 ばい もの力 ちから )程度 ていど の力 ちから を受 う け止 と める必要 ひつよう があるため、シートは各 かく ドライバーに合 あ わせて作 つく られる[34] 。ドライバーが運転 うんてん 姿勢 しせい の状態 じょうたい でウレタンフォームによって型 かた 取 と りをする[34] 。そして、それを基 もと にカーボンファイバーなどで製作 せいさく される[34] 。軽量 けいりょう 化 か のためシートは極端 きょくたん に薄 うす くできているので、気温 きおん が高 たか い場合 ばあい にシート裏 うら に耐 たい 熱性 ねっせい のシートを貼 は り付 つ ける場合 ばあい もある。
また、運転 うんてん 中 ちゅう にドライバーの姿勢 しせい が変 か わらないように、6点 てん 式 しき シートベルト で固定 こてい される[34] 。シートベルト装着 そうちゃく にはメカニックの手助 てだす けが必要 ひつよう になるが、脱出 だっしゅつ 時 じ には容易 ようい に取 と り外 はず せるようになっている。シートベルトはHANS の固定 こてい にも利用 りよう される。
モノコックには2本 ほん のボルトで固定 こてい される。さらに、ドライバーをシートに固定 こてい したままマシンから引 ひ き出 だ せるように、シート側部 そくぶ にはストラップが取 と り付 つ けられている[35] 。
ロータス・E20 のステアリングホイール(
2012年 ねん )
様々 さまざま なボタンやダイヤルがあることが
見 み て
取 と れる。これらは
全体 ぜんたい を
制御 せいぎょ するコンピュータに
繋 つな がっている。またピットからの
無線 むせん による
指示 しじ に
対 たい して
声 こえ で
応答 おうとう する
余裕 よゆう がない
場合 ばあい に
信号 しんごう で
応 こた えるためのもの。
1980年代 ねんだい 後半 こうはん までは、ステアリングは非常 ひじょう にシンプルなものであり、ボタンが数個 すうこ あるだけだった。1990年代 ねんだい 以降 いこう 、多 おお くのチームにおいて、コクピットにつけられていた計器 けいき やボタンなどがステアリング上 じょう に移 うつ された。これは、ドライバーが操作 そうさ する際 さい にステアリングから手 て を離 はな さなくて済 す むためや、視認 しにん 性 せい を向上 こうじょう させるためであると言 い われている[36] 。2014年 ねん 以降 いこう はマクラーレン・アプライド・テクノロジーズがステアリングホイール搭載 とうさい 用 よう の液晶 えきしょう ディスプレイを開発 かいはつ し、各 かく チームに供給 きょうきゅう している[37] 。これによりドライバーは、ドライブ中 ちゅう でもボタン操作 そうさ によりマシンの様々 さまざま なデータを参照 さんしょう できるようになった。
ステアリングに機能 きのう が集中 しゅうちゅう していることから、非常 ひじょう に高価 こうか なもの[* 7] になっているが、機能 きのう が集中 しゅうちゅう しているためにトラブルの際 さい にはステアリング自体 じたい を交換 こうかん して解決 かいけつ する場合 ばあい もある。
舵 かじ 角 かく をそれほど大 おお きくとる必要 ひつよう がないので握 にぎ りは環状 かんじょう ではなく、大半 たいはん のチームでは円形 えんけい 板 ばん (中央 ちゅうおう に液晶 えきしょう ディスプレイがある)に指 ゆび 穴 あな が開 あ けられ、握 にぎ りが付 つ けられたような形 かたち になっている。2023年 ねん までは、ウィリアムズのみ液晶 えきしょう ディスプレイをステアリング上 じょう ではなくコクピット側 がわ に取 と り付 つ けており、ディスプレイ視認 しにん のためステアリングはバタフライ型 がた になっていたが[38] 、2024年 ねん よりウィリアムズもディスプレイをステアリング上 じょう に移 うつ した。
コックピット開口 かいこう 部 ぶ が狭 せま いため、ステアリングは着脱 ちゃくだつ が容易 ようい となっており、乗降 じょうこう 時 じ には取 と り外 はず される。
通常 つうじょう の車 くるま で1つのマスターシリンダーにある2系統 けいとう のブレーキで4輪 りん を制動 せいどう しているのと同様 どうよう にF1でも2系統 けいとう のブレーキが搭載 とうさい することが義務 ぎむ づけられている[39] 。これを利用 りよう して、前後 ぜんご の制動 せいどう 力 りょく 配分 はいぶん の調節 ちょうせつ を行 おこな っている。
rightマクラーレン・MP4-22 のブレーキ部分 ぶぶん (2007年 ねん )
最初 さいしょ 期 き はドラムブレーキ が主流 しゅりゅう であったが、ドラムブレーキの構造 こうぞう 上 じょう 、熱 ねつ がこもりやすいなどの問題 もんだい があり、その後 ご 鋳鉄 ちゅうてつ 製 せい のディスクブレーキ に取 と って代 か わられ、1980年代 ねんだい まで主流 しゅりゅう であった。
現在 げんざい はカーボンファイバーと炭素 たんそ の複 ふく 合 あい 材料 ざいりょう であるC/Cコンポジット(炭素 たんそ 繊維 せんい 強化 きょうか 炭素 たんそ 複 ふく 合 あい 材料 ざいりょう )という材質 ざいしつ が使 つか われている。その製法 せいほう が複雑 ふくざつ なこともあり、高価 こうか である。これは摩擦 まさつ 係数 けいすう が大 おお きく(0.5程度 ていど 。鋳鉄 ちゅうてつ 製 せい のブレーキの場合 ばあい 、0.2 - 0.3程度 ていど )制動 せいどう 距離 きょり を短縮 たんしゅく することができ、また鋳鉄 ちゅうてつ ブレーキよりも軽量 けいりょう なので、ばね下 か 重量 じゅうりょう を軽減 けいげん できるという利点 りてん がある。900度 ど 程度 ていど まで耐 た えることができる耐 たい 熱性 ねっせい も有 ゆう している[40] 。
欠点 けってん としては、高価 こうか で温度 おんど 管理 かんり が難 むずか しく寿命 じゅみょう が短 みじか い点 てん である。カーボンファイバー製 せい のディスクブレーキの寿命 じゅみょう は約 やく 400 kmとなっており[41] 、1レースごとに交換 こうかん する必要 ひつよう がある。また、1セット(1台 だい 分 ぶん )で60万 まん 円 えん と高価 こうか である。温度 おんど 管理 かんり に関 かん しては、作動 さどう 領域 りょういき まで温度 おんど を上 あ げないと本来 ほんらい の性能 せいのう を発揮 はっき できず、温度 おんど が上 あ がりすぎると急激 きゅうげき に磨耗 まもう し、性能 せいのう が低下 ていか してしまう[41] ため、ブレーキダクトの設置 せっち などといったセッティングはシビアである。
磨耗 まもう が鋳鉄 ちゅうてつ 製 せい ブレーキよりも早 はや いことから、1980年代 ねんだい 後半 こうはん までコースによっては鋳鉄 ちゅうてつ 製 せい ブレーキと使 つか い分 わ ける場合 ばあい もあった。しかし、1990年代 ねんだい 以降 いこう では一時期 いちじき の例外 れいがい [* 8] を除 のぞ いて現在 げんざい はカーボンブレーキのみが使用 しよう されている。
ブレーキキャリパーは、軽量 けいりょう 化 か のためにアルミニウムで製作 せいさく され、制動 せいどう 時 じ のキャリパーのゆがみをなくすために左右 さゆう 一体 いったい 成型 せいけい され高 たか い剛性 ごうせい を確保 かくほ している[42] 。
ウィリアムズ・FW27 のブレーキ部分 ぶぶん (2005年 ねん )
ブレーキの配置 はいち は大 おお きく分 わ けてインボード(シャーシ側 がわ にブレーキを設置 せっち し、車軸 しゃじく のない前輪 ぜんりん はトルクロッドと呼 よ ばれる部品 ぶひん によって車輪 しゃりん と結合 けつごう させる)とアウトボードの2種類 しゅるい に分 わ けることができる。
当初 とうしょ はアウトボードタイプが主流 しゅりゅう であったものの、一時 いちじ はばね下 か 重量 じゅうりょう 軽減 けいげん のためにインボード化 か が進 すす んだ。しかし、インボードタイプはブレーキと車輪 しゃりん の間 あいだ に存在 そんざい するドライブシャフトに負荷 ふか がかかりやすく、F1マシンでは、極限 きょくげん まで軽量 けいりょう 化 か されていたために破断 はだん した例 れい がある。1970年 ねん イタリアグランプリ で発生 はっせい したヨッヘン・リント 死亡 しぼう 事故 じこ は、このロッドの破損 はそん が原因 げんいん であるといわれている。また、1970年代 ねんだい 後半 こうはん からグラウンドエフェクトという考 かんが えが広 ひろ まり、インボードのディスクが車体 しゃたい 下部 かぶ に設 もう けられたディフューザーと干渉 かんしょう して空 そら 力 りょく 的 てき に障害 しょうがい となることから、再 ふたた びアウトボード化 か された。
ディスクブレーキの径 みち が大 おお きいほど放熱 ほうねつ 性 せい に優 すぐ れ、厚 あつ みが大 おお きいほど耐 たい 熱性 ねっせい に優 すぐ れる。現在 げんざい は、厚 あつ み:28 mm 以下 いか 、直径 ちょっけい :278 mm以下 いか に制限 せいげん されている[43] 。
前後 ぜんご ともダブルウィッシュボーン式 しき サスペンション を全車 ぜんしゃ が採用 さいよう している。
クラッシュ時 じ のサスペンション部品 ぶひん などの飛散 ひさん を防 ふせ ぐため、1999年 ねん からはモノコックとサスペンションやアップライトはテザーと呼 よ ばれるひも状 じょう のもので結 むす ばれている。以下 いか のようにレギュレーションでも装着 そうちゃく が定 さだ められている。
10.3.6
In order to help prevent a wheel becoming separated in the event of all suspension members connecting it to the car failing provision must be made to accommodate flexible cables, each with a cross sectional area greater than 110 mm2 , the purpose of which is to connect each wheel/upright assembly to the main structure of the car. The cables and their attachments must also be designed in order to help prevent a wheel making contact with the driver's head during an accident.
(ホイールがレース中 ちゅう に車 くるま のサスペンション部分 ぶぶん から外 はず れないように柔軟 じゅうなん 性 せい のあるケーブルを、断 だん 面積 めんせき が110平方 へいほう ミリメートル以上 いじょう のものを用 もち いて車 くるま の主 しゅ 構造 こうぞう 部分 ぶぶん にホイールとアップライトの双方 そうほう をつなぎとめる目的 もくてき で、装着 そうちゃく しなければならない。そのケーブルおよび付属 ふぞく 品 ひん は、アクシデントの際 さい にホイールがドライバーの頭部 とうぶ に接触 せっしょく しないようにデザインされなければならない。) — FIA、Formula One Official Site[44] 2011年 ねん からは、2009年 ねん のFIA F2選手権 せんしゅけん におけるヘンリー・サーティース の死亡 しぼう 事故 じこ [* 9] や2010年 ねん のF1世界 せかい 選手権 せんしゅけん におけるクラッシュ時 じ のタイヤ飛散 ひさん による危険 きけん 性 せい に対 たい する懸念 けねん から、テザーの本数 ほんすう が増 ふ やされる[45] 。
1990年代 ねんだい に入 はい って、空 そら 力 りょく の観点 かんてん からフロントノーズを持 も ち上 あ げたほうがより良 よ いということがわかり、各 かく チームに広 ひろ まっていった。しかし、モノコックの下部 かぶ に接続 せつぞく されていたサスペンションのロアアームの行 い き場 ば がなくなってしまった。そのため、モノコック下端 かたん から板 いた 状 じょう の部品 ぶひん (キール)を伸 の ばしてそこにロアアームを接続 せつぞく する方法 ほうほう をとった。
フロントサスペンションアームの配置 はいち から、「ゼロキール(キールレス)」、「シングルキール」、「Vキール」、「ツインキール」などが存在 そんざい する。
現在 げんざい はゼロキールと呼 よ ばれる、モノコック側面 そくめん に(キールなどを介 かい さず)直接 ちょくせつ サスペンションアームを取 と り付 つ ける方法 ほうほう が主流 しゅりゅう である。
また、サスペンションアームは、扁平 へんぺい な形状 けいじょう となっている。アームが気流 きりゅう 中 ちゅう に露出 ろしゅつ するので、できるだけ周 まわ りの空気 くうき の流 なが れを乱 みだ さないように細長 ほそなが いカバーが装着 そうちゃく されている。さらに、ステアリングタイロッドをサスペンションアームのカバー内 ない におさめるマシンもある。
形式 けいしき の変遷 へんせん [ 編集 へんしゅう ]
ロータス・18 のアウトボードタイプリヤサスペンション
以前 いぜん はダンパーを車体 しゃたい の外 そと に露出 ろしゅつ して配置 はいち するアウトボードタイプだったが、空気 くうき 流 りゅう を乱 みだ し抗力 こうりょく を増 ふ やすなど欠点 けってん が多 おお いとしてインボード化 か され、その後 ご にスプリングもコイルスプリングからトーションスプリングに変 か わった。インボードタイプにも、ダンパーを作動 さどう させるロッドの配置 はいち から、ロッキングアーム形式 けいしき 、プッシュロッド形式 けいしき 、プルロッド形式 けいしき に大別 たいべつ される。
ロッキングアーム形式 けいしき は1961年 ねん のロータス・21 で初 はじ めて採用 さいよう された[46] 。アッパーアームとダンパーを作動 さどう させるアームを共用 きょうよう した形式 けいしき である。これが1970年代 ねんだい まで主流 しゅりゅう であった。
しかし、グラウンドエフェクトが開発 かいはつ された1970年代 ねんだい 後半 こうはん から、ダウンフォースの発生 はっせい 量 りょう が急激 きゅうげき に増加 ぞうか する。そして、ロッキングアームの欠点 けってん である、アッパーアームの歪 ゆが みによるサスペンションの働 はたら きの低下 ていか が顕著 けんちょ になってきた。
プッシュロッド形式 けいしき のフロントサスペンション。斜 なな めのロッドがモノコック内 ない のダンパーを作動 さどう させる(B・A・R 002 )
ロッキングアーム形式 けいしき に変 か わって、サスペンションの作動 さどう に専用 せんよう のロッドを使用 しよう するプッシュロッド形式 けいしき とプルロッド形式 けいしき が新 あら たに採用 さいよう された。ダンパーの連結 れんけつ されているロッドの配置 はいち 方法 ほうほう から、分 わ けられている。現代 げんだい のF1マシンでは、床下 ゆかした の空 そら 力 りょく を重視 じゅうし するためにシャーシ側 がわ のロッドの位置 いち が高 たか くなるプッシュロッド形式 けいしき を採用 さいよう しているマシンがほとんどである。しかし1990年 ねん 以降 いこう においても、低 てい 重心 じゅうしん 化 か や空 そら 力 りょく デザインの優先 ゆうせん のためにプルロッドを採用 さいよう するチームも少数 しょうすう 派 は ながら存在 そんざい する[* 10] 。2010年代 ねんだい 前半 ぜんはん には「フロントはプッシュロッド、リアはプルロッド」という構成 こうせい を取 と るマシンも一部 いちぶ に見 み られるようになり、2017年 ねん 現在 げんざい ほとんどのチームに採用 さいよう されている。
1990年代 ねんだい には、左右 さゆう の車輪 しゃりん から延 の びるロッド2本 ほん で1本 ほん のダンパーを共有 きょうゆう するモノショック と呼 よ ばれる形式 けいしき が採用 さいよう されたこともあった。これは、コーナリング中 ちゅう の車体 しゃたい のロールをなくすことによって安定 あんてい したダウンフォースを発生 はっせい させる意図 いと をもって採用 さいよう されたものである。しかし、採用 さいよう するチームは少 すく なく、普及 ふきゅう することはなかった。
1990年代 ねんだい までコイルばねが主流 しゅりゅう であったが、モノコックのスリム化 か や内部 ないぶ スペースの拡大 かくだい に伴 ともな い、より小型 こがた なトーションバースプリング が現在 げんざい の主流 しゅりゅう である。
後述 こうじゅつ するグラウンドエフェクト の導入 どうにゅう によって、マシンの姿勢 しせい 変化 へんか によるダウンフォース発生 はっせい 量 りょう の変化 へんか が嫌 きら われるようになったため、徐々 じょじょ にスプリングは硬 かた くなり、ストローク量 りょう もきわめて小 ちい さくなっている。
部品 ぶひん の抵抗 ていこう を利用 りよう したフリクションダンパー もごく初期 しょき に使用 しよう されていたが、オイルの粘性 ねんせい を利用 りよう したオイルダンパーが主流 しゅりゅう である。ダンパーのストロークが小 ちい さいため、少 すこ しの動 うご きで減衰 げんすい 力 りょく が発生 はっせい するような工夫 くふう がなされている。
Jダンパー、イナーシャルダンパーとも俗称 ぞくしょう され、ケンブリッジ大学 けんぶりっじだいがく のマルコム・スミス 教授 きょうじゅ が1997年 ねん に発明 はつめい した[47] 。ちなみに、JダンパーのJは特 とく に意味 いみ を持 も っているわけではない。
ダンパーという名称 めいしょう を持 も つが、見 み かけ上 じょう のばね上質 じょうしつ 量 りょう =イナーシャを増加 ぞうか させて、路面 ろめん のバンプによるばね上 じょう の姿勢 しせい 変化 へんか を抑制 よくせい する装置 そうち である。ダンパーに外力 がいりょく が加 くわ わってある方向 ほうこう にシャフトが移動 いどう すると、そのシャフトに刻 きざ まれた溝 みぞ に沿 そ って内部 ないぶ のフライホイールが回転 かいてん する。次 つぎ に、逆 ぎゃく 方向 ほうこう にシャフトが動 うご こうとすると、その回転 かいてん している錘 おもり がシャフトの動 うご きを妨 さまた げる。通常 つうじょう のダンパーでは、速度 そくど に比例 ひれい して力 ちから が発生 はっせい するが、イナーシャルダンパーでは加速度 かそくど に比例 ひれい して力 ちから が発生 はっせい する点 てん が大 おお きな違 ちが いである[47] 。
2005年 ねん サンマリノグランプリ でマクラーレン がマクラーレン・MP4-20 に搭載 とうさい してデビューさせた[47] 。
1980年代 ねんだい に各 かく チームで開発 かいはつ がなされていたが、1994年 ねん に使用 しよう が禁止 きんし された。
レイズ 製 せい マグネシウム ホイール
ホイールカバーが装着 そうちゃく された状態 じょうたい (手前 てまえ 2列 れつ )
1950年代 ねんだい は、ワイヤースポークタイプのホイールが使用 しよう されていた[48] 。しかし、ホイールの軽量 けいりょう 化 か はばね下 か 重量 じゅうりょう の軽減 けいげん 、そして運動 うんどう 性能 せいのう の向上 こうじょう につながる。そのため、1960年代 ねんだい 以来 いらい マグネシウム合金 ごうきん (比重 ひじゅう がアルミニウムの約 やく 3分 ぶん の2と軽量 けいりょう )がホイールの材料 ざいりょう として使用 しよう される。ただし、マグネシウム合金 ごうきん は耐蝕 たいしょく 性 せい や反応 はんのう 性 せい に難 なん があるため、マンガン などを混 ま ぜて耐 たい 熱 ねつ ・耐食性 たいしょくせい を向上 こうじょう させたり、表面 ひょうめん に耐 たい 熱性 ねっせい のある塗料 とりょう を塗 ぬ るなどの方法 ほうほう がとられている[49] 。取 と り付 つ けはセンターロック式 しき 。
1990年代 ねんだい までは鋳造 ちゅうぞう のマグネシウムホイール がほとんどであったが、BBSホイール (ワシマイヤー 社 しゃ が製造 せいぞう )は、鋳造 ちゅうぞう に比 くら べて20 %も軽量 けいりょう である鍛造 たんぞう のマグネシウムホイールを持 も ち込 こ んだ。現在 げんざい は鍛造 たんぞう 品 ひん が主流 しゅりゅう となっている。
一時期 いちじき 、カーボンファイバーホイールが開発 かいはつ されていたが、現在 げんざい はコスト削減 さくげん などの点 てん でレギュレーションではホイールは均等 きんとう な金属 きんぞく 材質 ざいしつ で作 つく られなければならないと定 さだ められているため[* 11] 、使用 しよう することができなくなっている。
2006年 ねん にフェラーリが248F1 で採用 さいよう したホイールの外側 そとがわ に装着 そうちゃく するホイールカバーは、車輪 しゃりん が回転 かいてん してもカバーは回転 かいてん せず乱 らん 流 りゅう を減 へ らす効果 こうか があったいう。そのため、各 かく チームに徐々 じょじょ に普及 ふきゅう していった。ホイールのスポーク部分 ぶぶん を覆 おお う単純 たんじゅん な円形 えんけい ではなく、タイヤの部分 ぶぶん まで拡大 かくだい されたホイールカバーもあるが、空 そら 力 りょく やタイヤ交換 こうかん 作業 さぎょう の簡略 かんりゃく 化 か などの関係 かんけい で2010年 ねん 以降 いこう レギュレーションで使用 しよう が禁止 きんし された。2010年 ねん シーズンにおいて、少 すこ しでもホイールカバーに近 ちか い効果 こうか を出 だ すため、スポーク部分 ぶぶん にリング状 じょう のパーツを取 と り付 つ けたり、リム部分 ぶぶん を太 ふと くするなどの工夫 くふう がみられる。
2022年 ねん シーズンからは、タイヤの18インチ化 か に伴 ともな う形 かたち で、全車 ぜんしゃ がBBS製 せい の鍛造 たんぞう ホイールを使用 しよう (ワンメイク化 か )する[29] 。
2009年 ねん から復活 ふっかつ したスリックタイヤ (ブリヂストン 製 せい )
F1カーのタイヤの特徴 とくちょう は、スリックタイヤ を含 ふく めた何 なに タイプかの異 こと なるタイヤセットをピットに用意 ようい しておき、レース中 ちゅう であっても天候 てんこう 変化 へんか や磨耗 まもう 度合 どあ いに応 おう じてタイヤを交換 こうかん することである。雨天 うてん と好天 こうてん では溝 みぞ の有無 うむ で違 ちが いが顕著 けんちょ であり、雨量 うりょう に応 おう じて異 こと なるパターンのタイヤを用意 ようい しており[* 12] 、また、路面 ろめん の温度 おんど などによっても最適 さいてき なタイヤは異 こと なる。各 かく タイヤは基本 きほん 的 てき に一 いち 度 ど 切 ぎ りのレース走行 そうこう を前提 ぜんてい に設計 せっけい ・製造 せいぞう されていることから耐久 たいきゅう 性 せい はあまりなく、トレッド面 めん は磨耗 まもう と粘着 ねんちゃく によって急速 きゅうそく に失 うしな われてゆくため[* 13] [50] 、ほとんどの場合 ばあい レース途中 とちゅう でのタイヤ交換 こうかん が前提 ぜんてい とされている。走行 そうこう 中 ちゅう のタイヤの発熱 はつねつ により内圧 ないあつ が変化 へんか することを防 ふせ ぐため、内部 ないぶ には通常 つうじょう の空気 くうき ではなく、水分 すいぶん を含 ふく まない窒素 ちっそ を充填 じゅうてん することが多 おお い[32] 。
レースに使用 しよう されるタイヤはタイヤメーカーがそれぞれのチームへ独占 どくせん 的 てき に供給 きょうきゅう しており、これらのメーカーによってチームが使用 しよう するホイールに装着 そうちゃく され、ホイールバランサー によってバランスを整 ととの えた後 のち に戻 もど される。F1カーは4輪 りん すべてのホイールの脱着 だっちゃく が同時 どうじ に迅速 じんそく に行 おこな えるように設計 せっけい されており、レーシングチームはその作業 さぎょう 手順 てじゅん に習熟 しゅうじゅく するよう訓練 くんれん が重 かさ ねられる。タイヤは使用 しよう 後 ご にチームから回収 かいしゅう され、たとえ未 み 使用 しよう であってもホイールに一 いち 度 ど 装着 そうちゃく されたタイヤは廃棄 はいき される[51] 。
1960年代 ねんだい までは、トレッドパターンが刻 きざ まれたタイヤが使用 しよう されていたが、1971年 ねん 以降 いこう 、スリックタイヤが主流 しゅりゅう となった[52] 。その後 ご 、1998 - 2008年 ねん の間 あいだ のみであるが、速度 そくど 低減 ていげん を目的 もくてき としてタイヤに4本 ほん (1998年 ねん の前輪 ぜんりん のみ3本 ほん )の溝 みぞ が掘 ほ られたグルーブドタイヤ の使用 しよう が義務付 ぎむづ けられた[* 14] [50] 。
通史 つうし 的 てき な全体 ぜんたい 的 てき な傾向 けいこう としては、1960年代 ねんだい 以前 いぜん は時代 じだい が古 ふる くなるほど断面 だんめん が円 えん に近 ちか く、一般 いっぱん 車両 しゃりょう のタイヤに近 ちか いものとなる。これはタイヤ(ホイール)を厳 きび しく垂直 すいちょく に立 た てなくても良 よ いことを意味 いみ し、たとえばサスペンションの設計 せっけい に自由 じゆう 度 ど を与 あた えていた。1970年代 ねんだい 以降 いこう は前述 ぜんじゅつ のスリックタイヤ化 か とともに、ロープロファイル化 か ・ワイド化 か が進行 しんこう し、現代 げんだい に至 いた ってはかなりの低 てい 偏平 へんぺい 率 りつ タイヤである。サスペンションには常 つね にホイールを垂直 すいちょく に保 たも つことが求 もと められるようになり、他 た の要素 ようそ [* 15] ともあいまってサスペンションは極端 きょくたん に堅 かた くなっている。
タイヤの軽量 けいりょう 化 か は車速 しゃそく の向上 こうじょう に直結 ちょっけつ するため、タイヤメーカーではタイヤ各層 かくそう の薄型 うすがた 化 か や軽量 けいりょう 素材 そざい の開発 かいはつ ・利用 りよう を追求 ついきゅう している。一般 いっぱん 車 しゃ 用 よう タイヤでは縁石 えんせき にぶつけたり乗 の り上 あ げたりした時 とき にもすぐにはパンクしないようにサイドウォールを強靭 きょうじん に作 つく っているが、F1においては、サーキットで縁石 えんせき に当 あ てる恐 おそ れが少 すく ないために極限 きょくげん まで薄 うす く作 つく られている。また、一般 いっぱん タイヤではスチールベルトを用 もち いるところをカーボンファイバーやグラスファイバーが採用 さいよう されることがある。
通常 つうじょう のタイヤは路面 ろめん と乾 かわ いた状態 じょうたい で接 せっ して単純 たんじゅん な摩擦 まさつ によってグリップ力 りょく を発生 はっせい させるが、F1タイヤはそれに加 くわ えてタイヤのトレッド面 めん (路面 ろめん と接 せっ する部分 ぶぶん )のゴム素材 そざい に特殊 とくしゅ な高分子 こうぶんし 素材 そざい などを混 ま ぜて高温 こうおん で容易 ようい に半 はん 流動 りゅうどう 化 か するようにしておき、この粘 ねば 弾性 だんせい によるグリップ力 りょく の向上 こうじょう を利用 りよう している。
ハード側 がわ のタイヤを装着 そうちゃく したマシン(上 うえ )とソフト側 がわ のタイヤを装着 そうちゃく したマシン(下 した )2007年 ねん シーズン
2008年 ねん シーズンからは、タイヤコンパウンドの違 ちが いがはっきりとわかるように色 いろ で区別 くべつ がなされている。2008年 ねん から2010年 ねん シーズンまでは、レースに持 も ち込 こ んだ2種類 しゅるい のタイヤの内 うち 、柔 やわ らかいほうに白色 はくしょく のマーキングがなされていた。2011年 ねん シーズンからピレリ が供給 きょうきゅう するタイヤは、サイドウォールのロゴの色 いろ によって区別 くべつ できるようになっている。[53] [54] 。
タイヤコンパウンドの種類 しゅるい (2021年 ねん 以降 いこう )[54] [55]
コンパウンド
色 いろ
トレッド
コンディション
グリップ
寿命 じゅみょう
スリック
ドライ
ソフト
赤 あか
5
3
ミディアム
黄 き
4
4
ハード
白 しろ
3
5
インターミディエイト
緑 みどり
溝 みぞ 付 つ き
小雨 こさめ
N/A
N/A
ウエット
青 あお
多雨 たう
N/A
N/A
ソース: [56]
バイアスタイヤ とラジアルタイヤ の違 ちが いは、カーカス(タイヤ表面 ひょうめん 〈コンパウンド〉の下 した 側 がわ にある、タイヤの骨格 こっかく となる部分 ぶぶん )の繊維 せんい 方向 ほうこう が斜 なな め(バイアス)か直角 ちょっかく (ラジアル)かによって分 わ けられる。
かつてはバイアスタイヤが主流 しゅりゅう であった。1977年 ねん からF1に参戦 さんせん したミシュランはラジアルタイヤをF1に初 はじ めて持 も ち込 こ んだ。ラジアルタイヤは、その構造 こうぞう からタイヤ構造 こうぞう の強度 きょうど が高 たか かった。そのため唐突 とうとつ にグリップを失 うしな ったりコントロールしにくいなどといわれたが、ターボエンジンによる大 だい 出力 しゅつりょく 化 か や、グラウンドエフェクトによる車 くるま 高 だか の変化 へんか を嫌 きら う考 かんが え、変形 へんけい の小 ちい ささによる発熱 はつねつ の少 すく なさによって、よりやわらかいコンパウンドを採用 さいよう できるなどのメリットから次第 しだい に浸透 しんとう していき、1984年 ねん からグッドイヤーもラジアルタイヤに切 き り替 か えた[57] 。
2017年 ねん までのデータを下記 かき に記 しる す。太字 ふとじ は2018年 ねん に使用 しよう されるタイヤ会社 かいしゃ 。
フォーミュラ1カーの大半 たいはん は4輪 りん であり、前輪 ぜんりん が操舵 そうだ 輪 わ 、後 こう 輪 わ が駆動 くどう 輪 わ である。これはレギュレーションで「車輪 しゃりん は4つまで」、「四 よん 輪 りん 駆動 くどう (4WD)の禁止 きんし 」、「四 よん 輪 りん 操舵 そうだ (4WS)の禁止 きんし 」と定 さだ められているためである。6輪 りん 車 しゃ はタイヤの回転 かいてん で発生 はっせい する乱気流 らんきりゅう を減 へ らす、四 よん 輪 りん 駆動 くどう はウェットコンディションでの走行 そうこう 安定 あんてい 性 せい を向上 こうじょう させる、四 よん 輪 りん 操舵 そうだ は横滑 よこすべ りしにくく内輪 うちわ 差 さ を小 ちい さくできるというメリットがあるが、設計 せっけい や空 そら 力 りょく などの面 めん で前輪 ぜんりん 操舵 そうだ 、後 こう 輪 わ 駆動 くどう の方 ほう が有利 ゆうり であると考 かんが えられている。
ダウンフォースの考 かんが えが生 う まれたばかりの1960年代 ねんだい 末 まつ は、四 よん 輪 りん 駆動 くどう 車 しゃ が複数 ふくすう 台 だい 参戦 さんせん した。ティレル・P34 は実戦 じっせん 投入 とうにゅう された唯一 ゆいいつ の6輪 りん 車 しゃ であり、1970年代 ねんだい 後半 こうはん には複数 ふくすう のチームが6輪 りん 車 しゃ の開発 かいはつ に着手 ちゃくしゅ した。ベネトン は1993年 ねん 日本 にっぽん グランプリ に四 よん 輪 りん 操舵 そうだ システムを搭載 とうさい したB193B を投入 とうにゅう した。
マシンにはレギュレーションに基 もと づき最低 さいてい 重量 じゅうりょう と車両 しゃりょう 全体 ぜんたい の重量 じゅうりょう 配分 はいぶん が設定 せってい されている(2017年 ねん はドライバーを含 ふく めて728 kg [58] 、前後 ぜんご 配分 はいぶん 328:387[59] +自由 じゆう 設置 せっち 分 ぶん 7 kg、左右 さゆう 配分 はいぶん 50:50。2018年 ねん は6 kg増 ぞう の734 kg[33] )。しかし実際 じっさい はそれより軽 かる く作 つく られるため、バラスト を配置 はいち して規定 きてい を満 み たす。マシンは軽 かる いほどバラストを設置 せっち する際 さい の自由 じゆう 度 ど が高 たか くなり、レース毎 ごと に細部 さいぶ の重量 じゅうりょう 配分 はいぶん を調整 ちょうせい できるメリットがある。
マシンの底 そこ に取 と り付 つ けられるスキッドブロック(本来 ほんらい はダウンフォースを制限 せいげん する目的 もくてき の摺 す り板 ばん 。1994年 ねん 途中 とちゅう より装着 そうちゃく が義務付 ぎむづ けられた)に重金属 じゅうきんぞく を使用 しよう することでマシンの重心 じゅうしん を下 さ げる手法 しゅほう も一 いち 時期 じき 広 ひろ く使 つか われたが、2015年 ねん よりスキッドブロックにはチタン等 とう の軽金属 けいきんぞく を使用 しよう することが義務付 ぎむづ けられたため、この手法 しゅほう は使 つか えなくなった[60] 。
葉巻 はまき 型 がた マシン(ロータス・49 )
1960年代 ねんだい 以前 いぜん は、空気 くうき 抵抗 ていこう の低減 ていげん が求 もと められ、マシンは葉巻 はまき 型 がた が大半 たいはん を占 し めた。また、ドライビングポジションを寝 ね かすことや、シャーシのスリム化 か による前面 ぜんめん 投影 とうえい 面積 めんせき の減少 げんしょう も図 はか られた。ウイングといった空 そら 力 りょく パーツを使用 しよう しているチームは皆無 かいむ であった。
1960年代 ねんだい に入 はい ると、軽量 けいりょう 化 か による車 くるま 重 じゅう の減少 げんしょう やエンジンの高 こう 出力 しゅつりょく 化 か によって、駆動 くどう 輪 わ であるリヤタイヤが簡単 かんたん にホイールスピンをおこしてしまい、動力 どうりょく を確実 かくじつ に伝達 でんたつ することが困難 こんなん になってきた。それを防 ふせ ぐためには、駆動 くどう 輪 わ を路面 ろめん に押 お し付 つ ける力 ちから が必要 ひつよう となる。一番 いちばん 簡単 かんたん な方法 ほうほう は、質量 しつりょう を増 ふ やすということである。しかし、同時 どうじ に慣性 かんせい も大 おお きくなってしまい運動 うんどう 性 せい が落 お ちてしまう。そこで考 かんが えられたのが、空 そら 力 りょく による抗力 こうりょく 成分 せいぶん と揚力 ようりょく 成分 せいぶん のうち[* 16] 「逆 ぎゃく 向 む きの揚力 ようりょく 」であるダウンフォースの積極 せっきょく 利用 りよう である。
ウイングを搭載 とうさい した初期 しょき のマシン(マトラ・MS10 )
1968年 ねん にフェラーリやロータスがウイングを実戦 じっせん に投入 とうにゅう した。このウイングは、飛行機 ひこうき の翼 つばさ を上下 じょうげ 逆 さか さまにしたような形状 けいじょう と働 はたら きをする。それが各 かく チームに急速 きゅうそく に広 ひろ がっていった。一旦 いったん ウイングの効果 こうか が明 あき らかになると、効率 こうりつ をよくするため、空気 くうき 流 りゅう の乱 みだ れが少 すく ない、つまりマシンから離 はな れたどんどん高 たか い位置 いち に装着 そうちゃく されるようになった。また、サスペンションの理論 りろん 上 じょう 明白 めいはく なことだが、ウイングが発生 はっせい するダウンフォースにより車体 しゃたい を下 した に押 お さえつけるのではなく、いわゆる「ばね下 か 」となるサスペンションのホイールに近 ちか い側 がわ に直接 ちょくせつ ウイングを取 と り付 つ け、直接 ちょくせつ ホイールを押 お さえつけたほうが良 よ い。さらに、ダウンフォースによる効果 こうか が大 おお きい高速 こうそく コーナーではウイングを立 た て、抗力 こうりょく を減 へ らしたい長 なが い直線 ちょくせん ではウイングを寝 ね かす、あるいはコーナーにおいて左右 さゆう で角度 かくど を変 か えるなどといったことも考 かんが えられ、そういった方式 ほうしき を実践 じっせん したチームも多 おお かった。しかし、強度 きょうど に難 なん があったりでレース中 ちゅう の脱落 だつらく が発生 はっせい するなどし、危険 きけん とFIAが判断 はんだん 、1969年 ねん のシーズン中 ちゅう には規制 きせい が入 はい り、1970年 ねん 以降 いこう 現在 げんざい まで「(ばね上 じょう の)車体 しゃたい に固定 こてい しなければならない」「走行 そうこう 中 ちゅう に可変 かへん であってはならない」という原則 げんそく と、取 と り付 つ け高 たか さや最大 さいだい 寸法 すんぽう の制限 せいげん がルール化 か されている。
1970年代 ねんだい 以後 いご 、マシンの形状 けいじょう は葉巻 はまき 型 がた からウエッジシェイプ型 がた と呼 よ ばれる車体 しゃたい 全体 ぜんたい で空気 くうき を上 うえ に押 お し上 あ げ、ダウンフォースを得 え る方向 ほうこう に変 か わっていき、現代 げんだい の車体 しゃたい 前後 ぜんこう にウイングが装着 そうちゃく されるスタイルに落 お ち着 つ いた。しかし、空気 くうき の流 なが れの分力 ぶんりょく でもってダウンフォースを発生 はっせい させることは、空気 くうき 抵抗 ていこう の増加 ぞうか にもつながった。そこで、空気 くうき 抵抗 ていこう を増 ふ やさずに大 おお きなダウンフォースを発生 はっせい させる方法 ほうほう としてグラウンドエフェクト が導入 どうにゅう された。
ロータス・79 (1978年 ねん )
ダウンフォースを得 え るため、マシンにはウイングがどんどんつけられていった。しかしウイングはダウンフォースと同時 どうじ に空気 くうき 抵抗 ていこう を発生 はっせい させてしまう。そこでより大 おお きなダウンフォースを効率 こうりつ よく発生 はっせい させるためにシャーシ下 か の空気 くうき の流 なが れが研究 けんきゅう された。
車体 しゃたい と地面 じめん の間 あいだ に空気 くうき を流 なが し、それを車体 しゃたい 後方 こうほう からスムーズに引 ひ き抜 ぬ くことでダウンフォースが発生 はっせい する地面 じめん 効果 こうか (グラウンドエフェクト)が発見 はっけん された。具体 ぐたい 的 てき には、車体 しゃたい 下面 かめん をベンチュリ 管 かん 形状 けいじょう に整形 せいけい させ、車体 しゃたい 側面 そくめん にサイドスカートを設置 せっち して外部 がいぶ と遮断 しゃだん することによって車体 しゃたい 下面 かめん を負 ふ 圧 あつ にし、ダウンフォースを発生 はっせい させる。
1978年 ねん のロータス・79 で本格 ほんかく 的 てき に使用 しよう され、各 かく チームにも広 ひろ まっていった。しかし、サイドスカートが路面 ろめん に引 ひ っかかってダウンフォースが急 きゅう に抜 ぬ けたり、 ポーパシング (ダウンフォースの増減 ぞうげん が短 みじか い時間 じかん で繰 く り返 かえ されることによる車体 しゃたい 姿勢 しせい の変化 へんか )が発生 はっせい したりするなどのトラブルもあり、1983年 ねん 以降 いこう はフラットボトム規制 きせい (前輪 ぜんりん 後 ご 端 はし から後 こう 輪 わ 前 ぜん 端 はし までのシャーシ裏 うら は平 たい らであること)が導入 どうにゅう された。さらに1995年 ねん 以降 いこう は、ステップドボトム規制 きせい が導入 どうにゅう された(シャーシ裏 うら に段差 だんさ を設 もう けることでさらにシャーシと地面 じめん の距離 きょり を大 おお きくすること)。
1990年代 ねんだい 以降 いこう のエアロダイナミクスの規制 きせい [ 編集 へんしゅう ]
1990年代 ねんだい からは上記 じょうき の技術 ぎじゅつ の熟成 じゅくせい と、乱気流 らんきりゅう の削減 さくげん によって多 おお くのダウンフォースを発生 はっせい させる時代 じだい になった。また、CFD や風洞 ふうどう によるシミュレーションにより、マシンの形状 けいじょう が複雑 ふくざつ 化 か していくようになった。2000年代 ねんだい 中盤 ちゅうばん にかけて、マシンには小型 こがた の空 そら 力 りょく パーツが多数 たすう 取 と り付 つ けられるようになり、マシンの空 そら 力 りょく 的 てき な性質 せいしつ が敏感 びんかん になることで、乱気流 らんきりゅう 内 ない を走行 そうこう しているマシンの挙動 きょどう が変化 へんか し、前方 ぜんぽう のマシンを追 お い抜 ぬ くことが困難 こんなん となることが問題 もんだい となった。そこで2009年 ねん には大幅 おおはば なレギュレーション改定 かいてい が行 おこな われ、空 そら 力 りょく パーツの一部 いちぶ 禁止 きんし が行 おこな われた。規制 きせい が厳 きび しくなる中 なか 、以下 いか の技術 ぎじゅつ や機構 きこう が開発 かいはつ 、研究 けんきゅう された。
ディフューザー
ブラウン BGP001 のディフューザー (2009年 ねん )
マシン後 ご 端 はし 下部 かぶ に装着 そうちゃく されている、後 うし ろ上 あ がりに傾斜 けいしゃ した板 いた 状 じょう の部品 ぶひん 。これにより車体 しゃたい 底面 ていめん の空気 くうき を引 ひ き抜 ぬ き、ダウンフォースをより多 おお く発生 はっせい させる。2層 そう 構造 こうぞう にすることによって開口 かいこう 部 ぶ を拡大 かくだい したマルチディフューザー 、排気 はいき を吹 ふ きつけて内部 ないぶ を流 なが れる空気 くうき の量 りょう を増加 ぞうか させたブロウンディフューザー など、より多 おお くのダウンフォースを発生 はっせい させる方法 ほうほう が試 ため されたがいずれもレギュレーションで禁止 きんし された。
ハイノーズ・コンセプト
前述 ぜんじゅつ の通 とお り、ウェッジシェイプ型 がた のボディは空気 くうき を上 うえ に押 お し上 あ げることでダウンフォースを発生 はっせい させるために採用 さいよう され普及 ふきゅう した。しかし空 そら 力 りょく が研究 けんきゅう されるにつれ、車体 しゃたい の底面 ていめん や後方 こうほう でより多 おお くの空気 くうき を利用 りよう できる方 ほう がより多 おお くのダウンフォースを発生 はっせい させることが可能 かのう であり、そのためにはノーズの下 した に空気 くうき を流 なが すことが有効 ゆうこう であることが分 わ かった。ティレル・019 やベネトン・B191 が先駆 さきが けて採用 さいよう すると、1990年代 ねんだい 後半 こうはん からほとんどのコンストラクターが採用 さいよう した。さらにノーズ下 か により広 ひろ い空間 くうかん を確保 かくほ するために、サスペンションの位置 いち は引 ひ き上 あ げられノーズは薄型 うすがた 化 か していった。現在 げんざい ではクラッシュ時 じ のドライバーの安全 あんぜん 性 せい を確保 かくほ するために、ノーズ先端 せんたん 部 ぶ の高 たか さは規制 きせい されている。
空 そら 力 りょく 操作 そうさ デバイス
ウイングなどの空 そら 力 りょく 的 てき 付加 ふか 物 ぶつ は一部 いちぶ の例外 れいがい を除 のぞ き走行 そうこう 中 ちゅう に動 うご いてはいけないことが規定 きてい されているが、各 かく チームは抜 ぬ け道 みち を探 さが し続 つづ け、2000年代 ねんだい 後半 こうはん から2010年代 ねんだい にかけて、走行 そうこう 中 ちゅう に空 そら 力 りょく 的 てき 特性 とくせい を変化 へんか させるデバイスが開発 かいはつ された。代表 だいひょう 的 てき なものには、
ドライバーの操作 そうさ によってリアウィングのダウンフォースを調節 ちょうせつ するFダクト (マクラーレンが開発 かいはつ するも、禁止 きんし される)
高速 こうそく 走行 そうこう 時 じ の高 たか い風圧 ふうあつ によってたわませ、抵抗 ていこう を低減 ていげん するフレキシブルウィング (2008年 ねん のレギュレーション厳格 げんかく 化 か に伴 ともな い消滅 しょうめつ )
リアウィングの角度 かくど を変化 へんか させ空気 くうき 抵抗 ていこう を減 へ らすドラッグリダクションシステム (通称 つうしょう DRS,2011年 ねん よりレギュレーションの範囲 はんい 内 ない での使用 しよう が認 みと められている)[61]
がある。
F1カーは、タイヤが剥 む き出 だ しになっていることやウイングなどが発生 はっせい する空気 くうき 抵抗 ていこう の多 おお さ[* 17] に加 くわ え、レースごとにそのコースでの最速 さいそく タイムを出 だ すようなセッティングにするため、最高 さいこう 速度 そくど をあえて落 お とすことも多々 たた ある。
レース中 ちゅう に記録 きろく された最高 さいこう 速度 そくど の中 なか で最速 さいそく の記録 きろく は、372.6 km/h である(2005年 ねん イタリアグランプリ 決勝 けっしょう マクラーレン・MP4-20 /ファン・パブロ・モントーヤ )[62] 。予選 よせん を含 ふく めると2016年 ねん ヨーロッパグランプリ でバルテリ・ボッタス が378 km/h を記録 きろく している[63] 。
サーキット以外 いがい の場 ば で、あえて最高 さいこう 速度 そくど を狙 ねら うなら400 km/hを超 こ えることも可能 かのう である。2005年 ねん にはホンダ (旧 きゅう B・A・R )が、最高 さいこう 速度 そくど を競 きそ う大会 たいかい (ボンネビル・スピードウェイ)に向 む けた走行 そうこう をアメリカ合衆国 あめりかがっしゅうこく カリフォルニア州 しゅう モハーヴェ空港 くうこう で行 おこな い、そこでホンダはB・A・R 007 をF1レギュレーション に適合 てきごう している範囲 はんい で改造 かいぞう し、最高 さいこう 速度 そくど 415 km/h を記録 きろく した[64] 。
^ 1970年代 ねんだい までは、他 た チームが設計 せっけい ・製造 せいぞう したシャシーを購入 こうにゅう しグランプリに参戦 さんせん するケースも多 おお く見 み られたが、1981年 ねん のコンコルド協定 きょうてい 成立 せいりつ 後 ご はそのような行為 こうい は原則 げんそく 禁止 きんし とされている。2000年代 ねんだい にはスクーデリア・トロ・ロッソ やスーパーアグリF1チーム が他 た チームから(F1チーム外 がい の企業 きぎょう を迂回 うかい して)シャシーと設計 せっけい の知的 ちてき 財産 ざいさん 権 けん を購入 こうにゅう することで参戦 さんせん できたが、これも2010年 ねん 以降 いこう 禁止 きんし されることになった。
^ たとえば、火災 かさい 防止 ぼうし のためのガソリンタンクなど。
^ ホンダは1991年 ねん からV12へ移行 いこう 。ただし1991年 ねん はV10も並行 へいこう して供給 きょうきゅう した
^ 2015年 ねん から2017年 ねん までの間 あいだ だが、決勝 けっしょう 直前 ちょくぜん までの交換 こうかん したタイミングと数字 すうじ で決 き まるため、6つすべて交換 こうかん してもタイミングや他 た のドライバーのペナルティ状況 じょうきょう 次第 しだい では、最 さい 後尾 こうび ではなく予選 よせん Q2の順位 じゅんい まで繰 く り上 あ がることもあった。その影響 えいきょう でペナルティと引 ひ き換 か えに予備 よび エンジンのストックを増 ふ やす事態 じたい や、一時期 いちじき は同 どう 一 いち GPで複 ふく 数 すう 回 かい 交換 こうかん し予備 よび エンジンを確保 かくほ するなど、レギュレーションの不備 ふび を突 つ いた抜 ぬ け道 みち が多発 たはつ した。
^ ピットでの作業 さぎょう では、燃料 ねんりょう を入 い れる際 さい 、ピットクルーがガスマスクを付 つ けて作業 さぎょう をするほどであった。
^ 市販 しはん のガソリンに含 ふく まれる化合 かごう 物 ぶつ 以外 いがい の成分 せいぶん を使用 しよう してはならない。燃料 ねんりょう の成分 せいぶん 比 ひ に関 かん しては調整 ちょうせい 可能 かのう ではあるが、以前 いぜん の特殊 とくしゅ 燃料 ねんりょう に比 くら べれば市販 しはん ガソリンにかなり近 ちか い。
^ 一説 いっせつ には、1個 いっこ 1,000万 まん 円 えん するともいわれている。
^ 1999年 ねん にウィリアムズ から参戦 さんせん したアレッサンドロ・ザナルディ は、カーボンブレーキに馴染 なじ めず、シーズン途中 とちゅう でCART 時代 じだい に慣 な れ親 した しんだスチールブレーキに変更 へんこう をした。
^ クラッシュによって車体 しゃたい から切 き り離 はな された他 た 車 しゃ のホイールがドライバーの頭部 とうぶ を直撃 ちょくげき した
^ 2000年 ねん のアロウズ 、2001年 ねん のミナルディ 、2009年 ねん 以降 いこう のレッドブル ・トロ・ロッソ 、2011年 ねん のロータス・ルノーGP など
^ 12.3 Wheel material
All wheels must be made from an homogeneous metallic material.
^ 好天 こうてん なら溝 みぞ のない「ドライタイヤ」が、少雨 しょうう ならば「インターミディエイトタイヤ」が用 もち いられ、雨量 うりょう が多 おお ければ「ウェットタイヤ」が用 もち いられる。
^ F1カー用 よう のタイヤのトレッドには一般 いっぱん 自動車 じどうしゃ 用 よう のそれと比 くら べてカーボンや軟化 なんか 剤 ざい が倍 ばい 以上 いじょう 多 おお く含 ふく まれており、一般 いっぱん 車 しゃ の200 kPa に対 たい して140 kPaと低 ひく い空気圧 くうきあつ で高速 こうそく 走行 そうこう することもあって、トレッドの損耗 そんこう が激 はげ しくなる。
^ 1997年 ねん からブリヂストンとグッドイヤーとの間 あいだ で自社 じしゃ のタイヤ技術 ぎじゅつ を示 しめ す競争 きょうそう があり、ラップタイムが急速 きゅうそく に縮 ちぢ まった。F1を統括 とうかつ していたFIAは高速 こうそく すぎる走行 そうこう を危惧 きぐ してタイヤのレギュレーションとして1998年 ねん から前輪 ぜんりん 3本 ほん 後 ご 輪 わ 4本 ほん のグルーブを持 も たせることを決 き めた。1999年 ねん には前輪 ぜんりん と後 こう 輪 わ 共 ども に4本 ほん のグルーブとした。その後 ご も車両 しゃりょう 速度 そくど は向上 こうじょう し続 つづ けたので、使用 しよう 可能 かのう タイヤセット数 すう を制限 せいげん したりもした。
^ '70年代 ねんだい 以降 いこう 、車体 しゃたい の地上 ちじょう 高 だか が極端 きょくたん に下 さ がったことと、ウィングにより車体 しゃたい に大 おお きなダウンフォースが掛 か かるようになったこと。
^ 一般 いっぱん に、ある対 たい 気 き 速度 そくど で移動 いどう 中 ちゅう のヴィークルには、空気 くうき によって、後 うし ろ斜 なな め上向 うわむ き、あるいは、後 うし ろ斜 なな め下向 したむ きへの力 ちから が発生 はっせい している。その斜 なな めの力 ちから を、後 うし ろ向 む きの力 ちから である「抗力 こうりょく 」と、上向 うわむ きの力 ちから 「揚力 ようりょく 」あるいは下向 したむ きの「ダウンフォース」に分解 ぶんかい して議論 ぎろん することが多 おお い。
^ ただし空気 くうき 抵抗 ていこう 係数 けいすう (Cd) は大 おお きいが、全面 ぜんめん 投影 とうえい 面積 めんせき (A) が極 きわ めて小 ちい さいため、Cd * A で表 あらわ される空気 くうき 抵抗 ていこう 値 ち は自動車 じどうしゃ としては小 ちい さい。
^ “マグヌッセンの大事 だいじ 故 こ 誘因 ゆういん マルコ博士 はかせ が巨額 きょがく 損害 そんがい を提示 ていじ して激怒 げきど 「予算 よさん 上限 じょうげん に大 おお きな影響 えいきょう 」 ”. 東京 とうきょう スポーツ (2024年 ねん 5月 がつ 28日 にち ). 2024年 ねん 6月 がつ 14日 にち 閲覧 えつらん 。
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主 おも な参考 さんこう 文献 ぶんけん [ 編集 へんしゅう ]