一体何が車を速くするのか？

STEM Racing Cars

2025年シーズンのSTEMレーシングの世界決勝が近づくにつれ、アイデアが尽きてより空力的なモデルの開発が難しくなる中、何が本当にクルマを速くするのかという疑問が残る。空力なのか、それとも物理的特性なのか、素材なのか、ベアリングなのか、そしてそれらすべての組み合わせなのか。

カギは空力か？

クルマの開発の大半は、ボディの設計と、可能な限り空気抵抗を少なくするための判断に費やされる。時速70kmで走る場合、空気力学は車のスピードを決定する要因になる。考慮すべき主なポイントは、クルマがどのように空気を切るか、フロントウイングである。

STEM Racing Car in simulation

しかし、上記のような一般的なクルマでは、後輪に当たる空気の量がばかばかしいだけでなく、ボディの重量がかなりあることが主な原因で、非常に悪い結果になる。リアウイングも、キャニスターの片側から出てくる圧縮空気の量には影響するかもしれないが、エアロダイナミクスの面ではほとんど役に立っていないようだ。

素材と物理的特性の役割

エアロダイナミクスは車のスピードに重要な役割を果たすが、素材の選択も同様に重要である。重すぎるクルマは急加速に苦労し、軽すぎるクルマはスムーズな走行に必要な安定性に欠ける可能性がある。理想的なバランスは、カーボンファイバーや強化ポリマーのような軽量で強度の高い素材を使い、パフォーマンスを最大限に引き出すことにある。

ボディ素材だけでなく、ホイール・アセンブリに使用されるベアリングの種類も大きな影響を与える。高精度で低摩擦のベアリングはエネルギーロスを減らし、推進システムからの力が不必要な抵抗で浪費されることなく、前進運動に変換されることを保証します。さらに、ホイール自体の素材や表面処理も、車がいかに効率よく転がるかに貢献し、全体的なスピードに影響します。

キャニスターとローンチメカニズムの重要性

STEMレーシングカーにおけるもうひとつの重要な要素は、CO₂キャニスターとその蓄積エネルギーの放出方法である。キャニスターは推進力を提供するが、その力をいかに効率よく車に伝えるかが重要である。発射システムの最適化が不十分だと、乱流やミスアライメントによってエネルギーが失われ、クルマの効果的な加速が低下する可能性がある。

近年の技術革新のひとつは、より集中的かつ効率的にガスを放出するためのノズル設計の改良である。これはLERSシステムとして知られていたが、あまりに速すぎるため、主催者によって事実上禁止されていた。キャニスターとランチャーポッドの相互作用がレースを左右することもあり、ガスの排出方法の些細な違いが最終スピードの大きな違いにつながることもある。チームはしばしば、最適なセットアップを見つけるためにキャニスターの配置や放出角度を変えてテストする。

スピードの真の決定因子を見つける

結局のところ、STEMレーシングカーのスピードを決定する要因はひとつではない。エアロダイナミクス、素材、摩擦低減、推進効率のバランスを細かく調整する必要があるのだ。チームは空気力学に重点を置いてスタートするかもしれませんが、真に競争力のあるマシンは、設計のあらゆる面で進歩を取り入れなければなりません。

2025年のSTEMレーシング・ワールド・ファイナルに向けて、エンジニアリングの限界を押し広げ、あらゆるディテールを最適化し、可能な限り最速のモデルを作るという課題は明確です。最先端のシミュレーションであれ、素材の革新であれ、発進メカニズムの改良であれ、どのチームも勝利と2位の分かれ目となる、さらなる優位性を求めている。