F１は変な形をしているけど

Question

F１は変な形をしているけど、なんであんな形をしているのですか？
あの形にすると世界でもっとも早く走れるんですか？
つまりフロントとリアに巨大な羽をつけると早く曲がたっり走れる。そこまでは理解できるけど運転席が狭すぎる。もっとゆったりする方が安全に早く走れる気がします。あと何で屋根がないか？初めは屋根がないともし事故が起きたときにドライバーを取り出しやすいからと思ったけど、屋根があるほうが、事故が起きても守られているので、良い気がします。
つまり事故が起きる確立が減る方が良いし、また起きても、安全性が高い方が良い。


よって

１）ドライバーの席はもっとゆったりすべき（今は狭すぎる）
２）屋根を付けるべき。あれでは、体が危険すぎる

これが正解ですか？

noname#12265 · Accepted Answer

クルマ（市販車）の設計で食っており、以前はレーシングカー（市販車改造でなく、ゼロから設計する耐久レーシングマシンやフォーミュラ）の設計もやっていた者です。

>１）ドライバーの席はもっとゆったりすべき
>（今は狭すぎる） 

　狭すぎる、とは、どう狭すぎるんでしょうか？

１．設計段階では運転操作には全く支障が起こらない様にしてあり、運転操作を妨害する事が無い以上、『狭すぎる』とは考えません。（最初から、ハンドルを切ったら腕がどこかにぶつかるとか、ペダル間隔が狭すぎてどうしてもアクセルとブレーキを同時に踏んでしまう、などとゆう設計は有り得ません。ワタシ個人の設計基準でいくと・・・ゆとりがある、と思われている市販車の殆どの方が、よほどドライビングポジションが成立していないと考えています。）

２．しかし、前面投影面積の増大やモノコックの剛性低下を防ぐ意味で（巨大な開口部が必要なコクピット周りは、モノコックの剛性が極端に落ちやすい個所です）、必要以上の空間は与えません。単に『余計な空間がない』という面では狭く見えるでしょう。

３．時々狭すぎて運転がうまく出来ないクルマが登場しますが、あの様な事態はクルマの設計時点からドライバが代わった為に起こります。
　複数のドライバが乗る耐久レーサーや汎用フォーミュラーカーと違い、シーズンオフにドライバが特定されるF1の様なクラスでは、契約しているドライバの体格に合わせてモノコックを設計します。
　体重が軽く身体が小さい者は、それだけでモータースポーツでは有利ですが、F1クラスではドライバの身体的アドバンテージをマシンにまで反映するワケです。
　まるでオーダー服の様にドライバの体格に合わせてモノコックを作る以上、後から契約したドライバに合わない事は度々起こります。

４．レーシングカーでは、２G以上の旋回横加速度が容易に出てしまいます。（F1やF3000では４Gもの横Gが出ます。）
　ホントは乗ってみるとすぐに判るんですが…このGでは、市販されているバケットシートの様なホールド方法では、高Gを受ける身体を支え切れません。大腿部、腰部等は勿論、肩やヒザまでモノコックに当ててなるべく広い面積で身体を支える必要があります（ワキや腰を固定するだけでは、Gで打撲傷のような青アザが出来るぐらいです）。その為、最初から腰や肩が強く圧迫されている様なポジションとなってしまっています。（或るフォーミュラカーで…ドライバのリクエストでヒザの部分のモノコックを狭くした事があります。乗ってみるとヒザとヒザの間には手の平１枚も入らないほど狭くなりましたが、しかしこのレイアウトにより、高G旋回時にヒザ側面～大腿部側面を使って身体を支える事が出来る様になり、逆に大変快適になりました。）

>２）屋根を付けるべき。あれでは、体が危険すぎる

　ん～そう思われるのもある意味当然でしょう。皆様色々御意見がおありの様ですが、フロントウィンドゥとルーフ（を支える為の丈夫なピラー）が無いコクピットは、ワタシは確かに危険だと思います。（もしF1に対貫通性が高い『合せガラスのウィンドゥ』とロールバー内蔵の窓枠が備えられていたら・・・アイルトン・セナは死亡しなかったかもしれません・・・）
　オープンコクピットは屋根付きに比べ救助し易いというメリットはありますが、確かにクラッシュ時にクルマやコース施設の破片を受けやすく、安全とは言えません。
　現在F1は、専ら慣例的な理由でタイヤがムキ出しでコクピットにウィンドゥやルーフがありませんが（JAFは勿論FIAでも、現在のフォーミュラーカーの形態に対する明確な根拠を提示してくれません）、将来的にはコクピットを保護する装置（それはルーフと言う形状を取らないにしても）がレギュレーションに追加される可能性は十分あると思います。

　さて、最後に。

>あの形にすると世界でもっとも早く走れるんですか？

　現在のF1では、流体力学（いわゆる世間で『空力』と呼んでいる学問分野）に関する研究が異常に発達したのであの様なアメンボみたいな形態となってしまっていますが・・・例えば、古いF1のプラモデルを沢山作られている方はウスウス気付いてらっしゃるのではないかと思いますが、今日のF1はモノコックの重心が高過ぎます。（ワタシの設計基準では、特にフロントサス周りの重心が高いのが非常に気になります。）
　現在の、驚異的に高効率な流体設計にはあのフロント周りのデザインは重要ですが、しかしフットボックスの更に上に重たいサスペンションシステムを『トラックの荷台の様に』ズラズラと並べる設計スタイルは、１mmでも低重心化を狙わなければならないレーシングマシンの設計思想に反します。
　ま、このフロントサス周りのデザインの話は一例に過ぎませんが、他にも色々と『自動車工学的な基本を（敢えて）踏み外している』箇所が散見されます。
　現時点ではあの『アメンボスタイル』が最速なのは間違い無いところでしょう。しかし将来的にもあのスタイルが踏襲されるかどうかは判りませんし、ワタシ個人はこのままでいいはずがない、設計上の限界はもっと上にある、と考えています。
　ただそれは、単にルーフが付いたりコクピットがブカブカになるのとは違うと思います。

inss75 · Answer

「ドライバーの席をもっとゆったりさせること」も「屋根をつけること」も、それが安全につながる、それで安全性が高くなる、とは、一概には言えません。
　理由は、すでに、他の方が回答で書いていらっしゃることが主です。
　というわけで、かえって危険になることも、場合によってはあり得ます。

（開幕直前の特別番組で８７年のロータスが出てきましたが、あの時代の方が今よりももっと運転席・コクピットは狭いですよね。）


　ちなみに、屋根をつけたら「フォーミュラカー」とは言えないような気も……。
＞ＮＯ．７　「mmmma」さん
　やっぱり、そうですよね。


＞F１は変な形をしているけど、なんであんな形をしているのですか？ 

　速さを追求していった結果、あのような形になった、ということです。


＞あの形にすると世界でもっとも早く走れるんですか？ 

　単純にスピードを比較すれば、Ｆ－１より速いクルマも存在します。
　ただ、「Ｆ－１より速いクルマ」と「Ｆ－１のクルマ」を同じサーキットで走らせれば、１周のタイムでは、おそらくＦ－１の方が早く走れるケースもあるでしょう。

　時間的に早く走るために、要求されるドライビングスキル、というのは、速度・スピードだけではなく、別のところにもありますから。


　話がそれるようですが、ドライビングテクニックだけではどうしようもない領域もあったりもしますので。そういった理由から、おそらくＦ－１が、成功を収めるのには一番難しいレベルにあるカテゴリーと言えるでしょう。（他のカテゴリーにもＦ－１にはない難しさ、というものもありますけどね。）



＞疑問なのは車が宙に舞って地面ではなくてタイヤバリアや、フェンスなど凹凸があるものに落ちてきたときに、ロールバーなどは全く意味がなくて、人間に直接当たります。そういった可能性がある以上ダメだと思っています。 

　私が見てる限りでは、ここ１０年くらいで、そういう類のクラッシュできわめて危険だった、ということはありませんでしたけどね。（むしろ他の類のクラッシュの方が危険度は高い、とも言えると思います。）。とはいえ、確かに、「車が宙に舞って、地面ではなく、タイヤバリアやフェンスなど凹凸があるものに落ちてきたときに、人間に直接当たる可能性」は、完全には否定できません。そしてそれが危険であることも否定できないところでしょう。
　だからといって「屋根」をつければ解決できる、ということに対しては、個人的にはちょっと懐疑的になってしまうんですけどね。（私は専門家ではないので、感覚的に、ということに過ぎないんですけど。）。カプセル状のものであれば可能かもしれませんが、専門家のご意見ではかえって危険なものかもしれません。（回答になっていないかも……。）


　Ｆ－１に限らず、モータースポーツに限らず、「危険」というのは、スポーツにつきものである、と私は考えています。
　野球でも頭部へのデッドボールは危険ですし、サッカーでも悪質なスライディングは選手生命を絶ってしまうような危険もあります。それでも野球もサッカーも続いています。
　もちろん危険性は最小限にすべきであるとは思いますし、限りなくゼロに近づける努力を怠ってはならない、と思います。それはＦ－１をはじめとするモータースポーツも同様でしょう。
　ただし、危険性がゼロにならなければダメだ、とすれば、おそらくＦ－１をはじめとするモータースポーツも、場合によっては他のスポーツでさえも、存在できなくなってしまうでしょう。


　Ｆ－１の安全性を飛躍的に向上させなければならない時に、Ｆ－１のマシンに「屋根」をつけることで、危険性が減少する、ということが実証された時には、ひょっとしたら、実現されるかもしれません。

　繰り返しますが、危険性はなくならないまでも、危険性を最小限にする努力は、常に必要である、と思っています。

mmmma · Answer

安全に対する答えだとすると、
１）は間違っていると思います。ゆったりとしたコクピットはそれだけ人が動くスペースがあるわけですから、事故の際は人が内壁にぶつかって怪我をすることもあるでしょう。やはり効果的なのは硬いシェルの外側にクラッシャブルゾーンがあり、内側には緩衝材を隙間無く敷き詰めるのが最も安全ではないかと思います。

２）については屋根をつけたほうが安全かもしれません。

しかし、FIAが屋根をつけるような対策をとらずに、過給機の事実上の禁止やタイヤに溝を掘るなどしてスピードを抑えて安全性を確保しようとしてきたのは、フォーミュラカーレースだからでしょう。
運転席、タイヤがむき出しになっているのがフォーミュラカーですから、その定義を超えるようなレギュレーションの改正はありえません。

kenyamanasi · Answer

NO.1です。
　露出とおっしゃいますが、最近のF1ではほとんど露出されていません。コクピットの外に見えるのはヘルメットくらいなものです。ドライバーに影響のあるようなクラッシュは特殊な例となると思います。セナの９４年の事故以降、安全性についてはかなり進んできています。
　
　というより結局質問がなんだかよく判らないのです。
　（どのような答えが欲しいのか判らないのです）
>F１は変な形をしているけど、なんであんな形をしているのですか？ 
>あの形にすると世界でもっとも早く走れるんですか？ 
　答え　１　レギュレーションで決まっているからです。
　　　　　　（F-1の歴史の中で進化してきた形状です）　　　　　２　最も早く走れる、というのはどういう場合かにもよりますがレースという限られた範囲と考えるとF-1は最速ではありません。（しかし、同じようなボディ形態をしたアメリカのチャンプカーですので、当たらずも遠からず、といった感じでしょうか）
　

　それよりも、F-1の危険性をうんぬんするのであれば、バイクのレースの方がよほど危険だと思います。

n_kaname · Answer

Ｆ１はコーナーでも９０キロくらい出てたりします。
その時に掛かる横の重力はすごいです。その時ゆったり広かったりすると体がぶれます。
ハンドルは乗用車と違いパワステではありません。自分の力で押さえつけなくては成りません。
９０キロ出ている状態で体がぶれてしまうと、ハンドルを固定することも回すことも難しくなるので、あれ以上大きくするのはロスでしかないと思います。

またコックピットからは頭は出ていません。車体にすっぽり収まる感じです。だからひっくり返っても頭を強打することはありません。
それにエンジンとものすごく座席が近いので、屋根を付けた時自力で脱出できないと困ります。人を守れるような強力な屋根は脱出しにくいと思います。

adjective · Answer

車の走行抵抗に空気抵抗があります。
その空気抵抗は前面投影面積ｘ速度の２乗に比例します。

前面投影面積とは車の写真を前から撮ってその面積を出した物と考えて下さい。
屋根をつけると人の周りの面積が増えるので、走行抵抗が増し、最高速度が落ちます。
普通の車でも最高速を出そうとしてドアミラーを畳む人もいますから・・・。
とうぜん空力的にドライバーに風圧はかからなくなっています。（バイクとおなじ）

あと、速く走るにはゆったりしたポジションはあまり意味がないでしょう。
車を安全に走らすには、人と車を一体化することの方が大事です。
ドライバー重量物であり、それによってポジションも決められるし、重量が重くならなくて、かつ必要な安全を満たすぎりぎりのところにおいやられています。

inaken11 · Answer

１，あまり空間をとりすぎると、クラッシュしたときに、車体と車の動きにズレが起き、体が大きく振れて、車体に体をぶつけるのでかえって危険。車外放出の危険もある。

２，転覆しても座席後ろの強固な柱で地面とドライバーの頭が接触しないようになっています。

車体前後の羽は、車が高速で走ったときに地面に車体を押しつけるように働くので３００ｋｍ／ｈのコーナーリングが可能になっています。

tama4622 · Answer

１）席がゆったりしているかどうかは「安全に早く走れるかどうか」にはあまり関係がありません
彼らプロのレーシングドライバーは一般人が乗用車を街中で運転するのと違い、必要最小限の手、足、首の動きと視界が確保できていれば、安全に早く走れます
だから、ハタからみれば身動きとれないあおのような狭いコックピットであっても、瞬時に危険回避操作がとれるだけのスペースは確保されているのです
２）屋根はありませんが「ロールバー」といって、車体が転覆した際にドライバーの生存スペースを確保するための頑丈なパーツがドライバーの背中部分についています
これは屋根よりも小さいスペースで強度的には強くでるので、屋根をつけるより安全です

kenyamanasi · Answer

答えが出ている質問というのも判りにくいですが、

　ドライバーシートについて言えば　マンセルは　コクピットが狭すぎるということで契約（だったか出走だったか）をキャンセルましたっけね。
　なおレギュレーションにより最大車幅が決まっていて、その中で空力等を考えると、ドライバーに無理が生じてしまうということなのでしょう。
　屋根についてですが、ある意味むき出しなのはヘルメット部分だけですし、衝突に対する規制もかなり厳しいものがあり、また、最近は衝突に備えドライバーエイドも進んでいます（首の後ろに変なもの付けているのに気がつきましたか？）また横転等しても頭が直接路面に接地しないような設計になっています。

F１は変な形をしているけど

クルマ（市販車）の設計で食っており、以前はレーシングカー（市販車改造でなく、ゼロから設計する耐久レーシングマシンやフォーミュラ）の設計もやっていた者です。

この回答への補足

「ドライバーの席をもっとゆったりさせること」も「屋根をつけること」も、それが安全につながる、それで安全性が高くなる、とは、一概には言えません。

安全に対する答えだとすると、

NO.1です。

Ｆ１はコーナーでも９０キロくらい出てたりします。

車の走行抵抗に空気抵抗があります。

１，あまり空間をとりすぎると、クラッシュしたときに、車体と車の動きにズレが起き、体が大きく振れて、車体に体をぶつけるのでかえって危険。

１）席がゆったりしているかどうかは「安全に早く走れるかどうか」にはあまり関係がありません

この回答への補足

答えが出ている質問というのも判りにくいですが、

この回答への補足

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