ジャパンネット バンク 地面効果

地面とは？

レーシングカーでは、車体下面をベンチュリ管形状に整形させることによって車体下面を負圧にして、下向きの力の発生を利用したものを「グランド・エフェクト・カー（ウイングカー）」とよんでいる。いわゆるベルヌーイの定理を利用したものである。コーリン・チャップマンのF1カーであるロータス78が導入したのが最初とされている。
グランド・エフェクトを獲得するためにはサイドポンツーンが高い剛性を持ち、ダウンフォースを受けても容易に変型しないことが必要とされた。これらはレーシングカーにカーボンファイバーなどの新素材を導入していくきっかけとなった。
この効果はサイドポンツーンの形状だけではなく、サイドポンツーン下面と地面との間の空間が、外界と遮断されていることにより十分に発生する。そのためグランド・エフェクト・カーは、サイドポンツーンの横に可動式の硬質のスカートを備え、スカートを地面に接触させて空気を遮断している。つまり車体の一部を地面にたらし、ガリガリと引きずりながら走っているという事になる。最初のグランド・エフェクト・カーであるロータス78では、ブラシを用いて遮断を行っていたが十分ではなかった。
このスカートによる空気の遮断が何らかの原因によって阻害されると、ダウンフォースが急激に失われマシンは非常に危険な状態となる。グランド・エフェクトが発揮されている場合、タイヤのグリップ力が飛躍的に高まり横滑りしにくくなるため、コーナーリング時にも速度をそれほど落とさないで済む。これがグランド・エフェクト・カーの最大の利点なのだが、その状態でグランド・エフェクトが失われるとマシンは超高速で横滑りしてコースアウトし、激しくクラッシュする可能性が高い。これはドライバーにとって直接的に重傷あるいは死を意味する。コーナーリング時のみならずストレート走行時であってもグランド・エフェクト効果が失われた場合に、マシンが宙に舞うなどコントロール不能になる事態も発生し、ドライバーのみならずコースマーシャルや観客をも事故に巻き込む危険性も持つ。
また、グランド・エフェクトが起因となる問題としてポーパシングもある。ポーパシングとは、マシンのピッチングをグランド・エフェクト効果が増幅させてしまう現象で、加減速時や路面の凸凹などでマシンが上下に振動した際に、グランド・エフェクト効果が失われてマシンが大きく跳ねた後に、効果が回復してマシンが強く路面に吸い付けられることを繰り返し、激しいピッチングを繰り返して止まらなくなってしまうものである。ル・マン24時間レースにおいて空力を追求したメルセデス･ベンツの車体が激しいポーパシングの末にコントロール不能となりダウンフォースを失い、クラッシュするシーンがみられた。ポーパシングの発生とそれによる高速走行時における操作不能の状態はレーシングカーにとって致命的な欠陥であった。
グランド・エフェクト・カーには非常に強い下向きの力がかかるため、サスペンションのスプリングレートは極端に高く設定しなければならない。またサイドスカートが地面から離れないよう、サスペンションの作動する幅は短く制限されてしまう。結果的にサスペンションが無いに等しい状態になる。さらに、ポーパシングの解消目的がスプリングレートの硬化に拍車をかけた。その結果ドライバーの身体には、路面からの衝撃がほとんど直接伝わってしまうという過酷な状況が生まれてしまった。世界チャンピオンのニキ・ラウダは「グランド・エフェクト・カーはドライバーのテクニックの巧拙ではなく、高速のままコーナーに突っ込めるかどうかの度胸が問われるだけ。身体にかかる負担も大きく、非常に危険で非人間的」と激しく非難していた。
さらに言うならば、自動車がタイヤ以外の車体の一部（スカート）を常に地面に接触させ引きずっているというのは、一般車への技術的フィードバックが全くできない異常な状態であると表現できる。これは自動車レースというものの社会的な存在意義に抵触すると言えるだろう。グランド・エフェクト・カーのような危険な自動車が市販される可能性は考えられなかった。
前述の通り、1977年のロータス78がF1における元祖とされる。グランド・エフェクトを用いることによってタイヤの垂直荷重を上げグリップを向上させることによりコーナーリング速度を飛躍的に上げることが可能であり、当時のF1界ではグランド・エフェクトを用いなければ勝つことが困難となり、急速に普及した。