1000馬力の技術を詰め込んだハイブリッドレースカーが2014年にポールポジションを獲得

昨年、アースはテキサス州オースティンを訪れ、世界で最も技術的に進歩したレーシングカーの数々を視察しました。しかし、レースは一般消費者向けとは異なり、テクノロジー業界と同じく、誰も待ってくれません。アウディR18やトヨタTS030は1年も経たないうちに時代遅れになります。昨年のF1シーズンのマシンも同様です。新型マシンは、かつてないほどの速さで、以前ほどの燃料を使わずにその速度を出しています。これは、より効率的なハイブリッドシステムの開発を義務付ける新しいレギュレーションのおかげです。その結果、レーストラックでは、このスポーツの歴史に残るほどエキサイティングな技術革命が起こっています。

各主要レースシリーズ（F1、インディカー、ル・マン、NASCAR）のマシンは、それぞれのルールブックによって形作られ、それらは時折書き換えられます。それは通常、マシンの速度を落とす（レーストラックに対してマシンが速すぎる場合）、社会的な意義を高める（燃費を向上させるなど）、あるいは競技の公平性を高め、より競争力を高めるための努力です。一方、レースに参加するチームは、最速を目指し、トロフィーを持ち帰ることを目標としています。それが合法性の限界に挑戦することを意味するとしても、それがレースなのです。

この繊細なバランスを左右する双方に12ヶ月間の調整期間が与えられたことを踏まえ、2014年半ばにレースカーのデザインの現状を検証することにしました。以下に概説するエキサイティングな調整の中で、最も素晴らしい点は？まだ半年はレースを楽しめるということです。

フォーミュラ1

まずはF1から始めましょう。タイトルに「1」が付くという理由だけでも、数字上は1番です。多くのレーシングファンにとって、F1はまさにキング・オブ・ザ・ヒル、つまり専用設計のレーシングカーの最高峰です。今日取り上げるすべての車の中で、サーキットでF1マシンほど速い車は他にないのは間違いありません。ただし、そのサーキットがインディアナポリス・モーター・スピードウェイの場合は別です。紛れもなく、F1マシンはほぼ費用を惜しまず設計・製造されています。チームは年間数億ドルもの費用を費やしています。

F1マシンは、インディカーの兄弟車と同様に、ホイールを覆うボディワークがないため、オープンホイールカーとして知られています。エンジンのすぐ前にシートが1つあり、屋根はありません。他のあらゆるレースと同様に、F1マシンもそのスポーツのルールブックの産物であり、数年間の停滞の後、2014年のF1ルールブックは大きく様変わりしました。その結果、マシンも変化しました。少なくともボディ内部は。一般的に、F1（そしてそのエンジンを製造する自動車メーカー）は、炭化水素の浪費が時代遅れになりつつある時代に、公道車との関連性を高めようと努めています。

各車はカーボン ファイバー製で、ドライバーを含めて重量はわずか 1,523 ポンドです。フロント ウイングとリア ウイングは大きな空気力学的グリップ、つまりダウンフォースを生み出し、速度が速いほど、車をより大きな力でトラックに押し付けます。これらのウイングのサイズと形状は、スポーツの主催者 (車の速度を落としたい) とチーム (一部のチームは大規模な空気力学者チームを雇用し、デザインの改良に膨大​​な時間を費やしています。これらのチームは、ダウンフォースを増やし、抗力を減らす (失われた速度を取り戻すため) ために、数値流体力学と風洞モデルを使用しています。11 チームはそれぞれ独自の車をゼロから設計して製造する必要がありますが、異なるチームが同じエンジンを共有できます (現在、フェラーリ、メルセデス ベンツ、ルノーのみが F1 エンジンを製造しています)。最後に、ピレリのタイヤや共通の ECU など、一部のコンポーネントはすべてのチームで共有されます。この最後の側面により、チームはトラクション コントロールなどのドライバー補助装置を使用することができませんが、車にはソフトウェア マップを使用してコーナーごとに調整できる非常に巧妙なリア ディファレンシャルが搭載されています。

2006年以来耳にしてきた、18,000rpm、2.4L自然吸気V8エンジンは姿を消しました。その代わりに登場したのは、ターボチャージャー付き1.6L V6エンジンです。回転数は「わずか」15,000rpmに制限されていますが、どのエンジンもレッドラインに近づくことすらありません。これは、燃料消費量規制によるものです。この規制では、各車がレースで使用できる燃料量（100kg、F1では燃料を重量で計測）だけでなく、燃料消費速度（100kg/時）も制限されています。燃料消費量は超音波センサーで計測され、データはチームとレースオフィシャルに送信されます。100kg/時の制限を超えた車には厳しいペナルティが科せられます。

その結果、2014年のF1エンジンは約600馬力を発揮することになった。これは昨年より約150馬力少ない。この馬力低下を補うため、従来よりも強力なハイブリッドシステムの搭載が認められている。そう、その通り。F1マシンはハイブリッド車なのだ。2009年からそうだった。これまで、ハイブリッドパワーは運動エネルギー回収システム（KERS）により80馬力アップしていた。その名の通り、KERSは減速時に後輪から1周あたり最大0.4MJの運動エネルギーを回収し、リチウムポリマー電池に電気エネルギーとして蓄える。ドライバーは（非常に複雑な）ステアリングホイールのボタンを押すだけで、このプロセスを逆にして、蓄えたエネルギーを1周あたり最大6.7秒間後輪に送り返すことができる。

今年のF1ハイブリッドは、モーター・ジェネレーター・ユニット（MGU）を1つではなく2つ搭載し、さらにパワーアップしました。新しいMGUは、運動エネルギー（MGU-K）だけでなく、エンジンの排気ガスからの熱（MGU-H）も回収します。MGU-Kは昨年のものとコンセプトは似ていますが、より多くのエネルギー（2MJ）を回収し、1周あたり後輪をより長く（33秒）駆動することができます。そして、出力は2倍の160馬力に向上しました。

MGU-Hはエンジンのターボチャージャーに接続されており、ターボシャフトの回転に合わせて発電することで、1周ごとに2MJのエネルギーを供給します。MGU-Hはバッテリーから電力の一部を取り出し、ターボチャージャーの回転を補助することで（MGU-Kのように後輪ではなく）ターボチャージャーを回転させ、ターボラグを低減します。ドライバーがボタンを押してブーストアップする必要があった過去とは異なり、MGU-KとMGU-Hはどちらも車両のパワートレインに完全に統合されています。車両のECUが、車輪またはターボチャージャーにいつ、どのくらいの時間エネルギーを送るかを決定します。

低回転制限とターボチャージャー（本来なら音として放出されるはずだった排気ガスのエネルギーを吸収する）の組み合わせにより、F1は特徴的な「叫び声」を放棄した。前述のハッチンソン氏はこれを「馬鹿げたほどうるさい」と表現した。これは一部の純粋主義者から不満の声が上がったが、2006年に3リッターV10エンジンが廃止された時、そして1994年に3.5リッターエンジン（V12を含む）が廃止された時も、同じ意見が聞かれた。これらの変化は、大惨事を招くことなく実現したのだ。

ここ数年、一部のF1マシンは排気ガスの流れをリアウイング下のディフューザーに導くことでダウンフォースを高めていました。特にレッドブル・ルノーチームは、この手法を非常に巧みに活用していました。彼らの設計の全体的な空力効率の高さと相まって、同チームは2013年のチャンピオンシップを独走しました。しかし残念ながら、この手法は現在禁止されています。ダウンフォースに貢献しない単一の円形排気管を備えていなければなりません。

今年のF1マシンにおける最大の変更点はパワーユニットですが、それだけではありません。バッテリーの大型化とハイブリッドシステムの追加に伴い、最低重量が引き上げられました。ギアボックスは前進8速になりましたが、例年とは異なり、サーキットに合わせてギア比を変更することはできません。

レッドブル・ルノーが数シーズンにわたり圧倒的な強さを見せた後、多くのファンは、こうした技術革新によって、より均衡した競争が生まれることを期待していたに違いない。しかし、レッドブル・ルノーがもはや圧倒的な強さを誇っていないにもかかわらず、その期待は現実には叶っていない。F1エンジンを供給する3社のうちの1社、メルセデス・ベンツは、2014年シーズンに向けて、フェラーリやルノーよりもはるかに優れたパワーユニットを開発することに成功した。メルセデス・ベンツのF1チーム、メルセデスAMGペトロナスは、そのパワーユニットに関する知識を効果的に活用し、今年は、他チームを含め、どのチームよりも圧倒的に速いマシンを作り上げている。シルバーアローが今年のチャンピオンシップを獲得することになった。しかし、ファンにとっては、チームの2人のドライバーがトップの座をかけて繰り広げる、壮絶で熾烈な争いが、少なくとも慰めとなるだろう。

ル・マン・プロトタイプ

次は、先週末、フランスのサルト・サーキットで24時間レースを繰り広げたスポーツプロトタイプカーたちです。また、世界耐久選手権（WEC）を構成する世界各地の6時間レースにも参戦しています。これは昨年取り上げたシリーズと同じですが、F1と同様に、それ以来、多くの技術的変化が見られます。

P1と呼ばれるカテゴリーに属するこれらの車は、私たちの道路を走る車によく似ています。しかし、類似点はわずかです。車体はホイールを覆い、（小さな）ドアとルーフを備えています。しかし、これらの車はF1マシンと同様に空力性能が最適化されています。実際、 F1マシンよりも大きなダウンフォースを発生し、400ポンド（約200kg）の重量増がなければ、サーキットではおそらくより速く走れるでしょう。これは、はるかに長いレースに対応するために必要な重量増です。

F1 カーと同様に、これらもハイブリッド* であり、同じ超音波燃料流量計を使用して、燃費効率に重点を置いた 2014 年の規則に従って設計されています。しかし、ここで類似点が薄れ始めます。P1 カーは、同じサイズのエンジンを搭載する必要はなく、同じ燃料を使用する必要さえありません。また、すべてハイブリッドではありますが、メーカーは、8.4 マイルのルマン サーキットの 1 周に基づいて、エネルギーの回収量、回収元、および貯蔵方法に関して、はるかに多くの自由が認められています。車は F1 と同じ燃料センサーを使用します。ガソリン車には 2 つ、ディーゼル車には 3 つあり、すべてピット ストップ中に交換できます。F1 と同様に、許可された流量を超えるとペナルティが科せられますが、P1 カーの場合、これはレース全体にわたる 3 周のローリング平均で測定されます。

昨年の規則では、アウディとトヨタのP1マシンに、トラック上の7つの異なるブレーキングゾーンで0.5MJのエネルギーを回収できる単一のエネルギー回収システムが許可されていました。 このエネルギーは、次の回収ゾーンの前に消費される必要がありました。 2014年、チームに2つのエネルギー回収システムが許可されました。これは、運動エネルギーを回収するだけではなくてもよく、ル・マン1周あたり2、4、6、または8MJの回収を選択でき、許可される燃料容量と燃料流量は減少します。 言い換えると、回収するエネルギーが多いほど、使用できるガソリンまたはディーゼルの量が少なくなります。 今年は、ポルシェがアウディとトヨタに加わり、各社が異なるアプローチを採用しました。 しかし、これらの最先端技術のすべてをもたらした劇的な規則変更は、信頼性の低さという影ももたらし、後で見るように、P1チームでトラブルなしでル・マンを走ったチームは1つもありませんでした。

アウディのR18 e-tron quattroは、おそらく最も保守的な設計と言えるでしょう。2013年モデルと同じ基本的なアプローチを踏襲し、V6ターボディーゼルエンジンと、フロントアクスルに取り付けられたフライホイールにエネルギーを蓄えるシングルMGU-Kを搭載しています。しかし、このエンジンは全く新しい4リッターV6エンジンで、昨年とは異なり、時速75マイル（約120km/h）以下ではMGU-Kによる前輪駆動が制限されなくなりました。この車は1周あたり2MJのレギュレーションに合わせて設計されており、アウディは2つ目のハイブリッドシステムとしてMGU-Hも搭載すると予想されていましたが、今年初めにそれを発表し、皆を驚かせました。同社は、重量と複雑さを軽減するために熱回収システムを廃止した、シングルシステム搭載車を発表しました。

アウディの市販車に近々搭載される（ただし米国では未搭載）R18のクールな新機能はレーザーヘッドライトで、先週末の夜間には非常に効果的に見えた。ル・マンを前に、多くの人（筆者も含む）は、インゴルシュタットを拠点とするアウディが不利な立場に立たされていると考えていた。2000年以降、耐久レースのトップクラスを席巻してきた伝統的優勝候補が、あまりにも保守的な設計を選択し、異なる技術を平等化する規則調整（ガソリンとディーゼルなど）が彼らに不利に働いたようだ。先週のレース前練習中に恐ろしいクラッシュで車番号1のR18が破壊され、事態はさらに悪化した。ドライバーのロイック・デュバルは幸いにも重傷を免れたが、チームは徹夜で代替車両を製作した。

一方、トヨタは2014年シーズンを正しく予測したようで、今年のWECの最初の2レースを楽々と制した。新型車TS040は、ガソリン駆動の自然吸気3.7L V8エンジンを搭載し、両端に1つずつMGU-Kを補助的に搭載している。これらは、日清紡製のスーパーキャパシタにエネルギー（1周あたり6MJ）を蓄える。スーパーキャパシタは、バッテリー（またはフライホイール）よりもはるかに急速に充放電できる。V8エンジンと2つのMGU-Kを合わせると、TS040はほぼ1,000馬力を発揮し、ドラッグレース以外の現役レーシングカーとしては最強のマシンとなっている（アウディもポルシェもP1マシンのパワー出力を公表していない）。このパワーとTS040の優れた空力特性により、TS040は今年のWECで優勝候補の一台となった。 2年間アウディに次ぐ2位だったが、この日本のチームは優勝候補としてル・マンに臨んだ。

2014年のP1最終候補はポルシェ919で、この名高い企業が耐久レースのビッグリーグに復帰したことを示す車だ。919はTS040と同様にガソリンエンジンで、1周あたり6MJの規定に合わせて設計されている。919のエンジンはちょっと変わっていて、2.4リッターのV4ターボチャージャー付き（そう、V4だ）で、非常に短いことも選ばれている。V4は、フロントアクスルにMGU-K、ターボにF1風に取り付けられたGU-H（モーターがないのでジェネレーターとしてのみ機能する）で補強されており、どちらもA123製のリチウムポリマーバッテリーに電力を供給している。ポルシェは、エネルギー密度と出力密度の間で最良の妥協点があるため、バッテリーが依然として最も理にかなっていると述べている。ポルシェが919を投入するのは今年が初年度ですが、それでもWECの最初の2ラウンドでは目覚ましい速さを見せています。919は非常に巧妙なセルフレベリングサスペンションも搭載していますが、おそらく偶然ではないでしょうが、最初の数レースはサスペンションのトラブルに悩まされています。

我々の考えでは、P1は依然として最も技術的にエキ​​サイティングなレーシングカーのクラスであり、おそらく市販車との関連性も最も高い。来年もさらに良くなることが約束されている。日産は、ポルシェを打ち負かしているGT-Rからヒントを得た車を2015年に投入すると発表しました。この日本のメーカーは今年のル・マンに実際に参加しましたが、トロフィーを争うことは許されませんでした。それはガレージ56からのレースだったからです。ル・マンには56のピットガレージがあり、最後の1つは、シリーズの技術規則では合法ではない、特にクールな技術的何かを実証したい人のために取っておかれています。日産のガレージ56へのエントリーは、Zero Emissions On Demand Racing Car (ゼロ・エミッション・オン・デマンド・レーシングカー)の略称であるZEOD RCと呼ばれていました。

今年のル・マンに登場した他のハイブリッド車とは異なり、ZEOD RCは燃料補給間のスティントで1周を電気だけで完走するように設計されており、その際に輝きを放ちました。コース上では他の車とほとんど似ていないこの車は、当初はインディカーのシャシー案として登場し、現在ではアメリカの耐久レースで活躍している革新的なデルタウィングとコンセプト的に多くの共通点を持っています。デルタウィングのコンセプトは、他の主要車と同等の速度でありながら、重量、パワー、コストを半分に抑えることです。特筆すべきは、レースカーとしては信じられないほど細いフロントタイヤが、控えめに言っても男根のようなデザインで、前方に向けて非常に接近して取り付けられていることです。

*P1マシンは全てハイブリッドカーというわけではありません。プライベーターチーム（つまり、自動車メーカーに所属していないチーム）はハイブリッドパワーを使用する必要はありませんが、残念ながら現時点でこのサブクラスにはRebellion Racingの1チームしかありません。彼らは勇敢なアンダードッグなので、当然ながら私たちは彼らを応援しています。

24時間のトラブル

前述のように、これらの複雑な新しいマシンはもはや信頼性を当然のこととは考えられず、先週末の24時間レースでは、ファクトリーチームの3台はいずれもトラブルフリーで走ることができなかった。#3 R18と#8 TS040は、レース序盤に激しいにわか雨の後、複数台の玉突き事故に巻き込まれたが、トヨタは修理のためにピットに戻ることができたものの、その過程で11周を失った。もう1台のトヨタは状況が好転し、#7が最初の14時間レースをリードした。しかし日曜日の早朝、サーキットの半分を走ったところでマシンの配線に問題が発生し、トヨタの2014年ル・マン優勝の望みが絶たれたため、マシンは停止した。ポルシェの919ハイブリッドは2台ともトラブルに見舞われ、#20はハンドリングの問題で、#14はブレーキのトラブルで2位争いから脱落した。残るはアウディだけとなったが、R18でさえ完璧ではなかった。残りの2台はターボ交換のためピットインで時間をロスしましたが、ライバルのトラブルを考慮すれば、1位と2位を獲得し、ポルシェにとって16年間で13回目の優勝となりました。トヨタ8号車は苦い3位に終わり、レベリオンのR-Oneは総合4位でした。ポルシェはレース終盤の数分間で14号車919ハイブリッドをなんとかコースに戻しましたが、走行可能と判定されるために必要な時間内に1周を完走することはできませんでした。

インディカー

F1とP1がハイテクハイブリッドカー中心であるのに対し、インディカーはレースそのものに重点を置きます。まず、全チーム共通のマシン、ダラーラDW12を使用します。これはF1と同じくオープンホイールマシンですが、やや重く（50ポンドから70ポンド）、より頑丈に設計されています。インディカーはロードコースやストリートコースだけでなく、シリーズの目玉である全長2.5マイル（約4キロメートル）のインディアナポリス・モーター・スピードウェイを含む高速オーバルコースでも戦います。（ここでの平均ラップ速度は時速230マイル（約370キロメートル）を超えることもあります。）2.2リッターV6ターボエンジンを搭載し、オーバルコースで550馬力、ロードコースやストリートコースで700馬力を発生します。

同じコースで直接対決するなら、インディカーはF1マシンより少し遅いかもしれませんが、コストもはるかに安いです。それでも、インディカーは毎週のように最もエキサイティングなショーを繰り広げており、今よりももっと人気が出るべきだと思います。

常にそうだったわけではありません。1990年代初頭、このシリーズの前身はF1の地位を揺るがす勢いを見せました。異なるメーカーのシャシーとエンジンが覇権を争い、順調に進んでいましたが、1996年にチームオーナーとインディアナポリス・モーター・スピードウェイの経営陣の確執により、その勢いは終わりを告げました。これが「分裂」と呼ばれる15年間の期間に繋がり、2つのライバルシリーズが互いに激しく争う状況となりました。どちらのシリーズも技術的に停滞し、視聴率とシェアはNASCARに大きく奪われました。2011年、確執は解消され、アメリカのオープンホイールレースは再び統一され、翌年にはDW12が登場しました。

ナスカー

このセクションは、その前のセクションと同様に短くなります。NASCAR は米国で絶大な人気を誇っていますが、現存するモータースポーツの中で最もテクノロジーに依存していないスポーツだからです。NASCAR のルーツは禁酒法時代に遡り、密造酒業者が法律を逃れるために使用していた改造 V8 エンジンが起源です。酒類が再び合法化された後も、密造酒業者たちはレースを続け、1938 年にビル・フランスがいくつかのルールを成文化し、すべてが合法となりました。当時ストックカーとして知られていたものは、市販のロードカーがベースでしたが、1970 年代までには、実際のロードカーによく似たボディパネルをまとった、専用のチューブフレーム レースカーになりました。すべてのストックカーの心臓部には、4 速ギアボックスを介して後輪を駆動する、強力な 7L V8 エンジンが搭載されており、このスポーツはそれ以来ずっとそのルーツを踏襲しています。

最近、NASCAR の全員が、第 6 世代と呼ばれる同じ設計の車を使用しています (当初この記事では、NASCAR がまだ「明日の車」を使用していると誤って主張していました)。これはチューブ フレームのシャーシで、依然としてフロントに強力な V8 エンジンが搭載されており、3 つのメーカー (フォード、シボレー、トヨタ) のいずれかによって提供されています。各メーカーは、モデルごとに異なる車体を設計しています。NASCAR が許可していないテクノロジーについて話した方が簡単かもしれません。このシリーズはテクノロジーの進歩に頑固に抵抗しており、無鉛ガソリンに切り替えたのは 2007 年 (米国で有鉛ガソリンが禁止されてから 12 年後) になってからで、最終的に電子燃料噴射に移行したのは 2012 年で、これはキャブレターがショールームから消えてから数十年後のことです。トラクション コントロールや半自動パドル シフト ギアボックスなどのドライバー補助機能は搭載されておらず、車とピット間のテレメトリーさえも厳しく制限されています。

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