レースのデータ: カー レースのマシン速度を上げるためにデータが重要な理由

テレビやサーキットでレースを観戦していると、チーム ガレージの中で多くの人がヘッドセットを着けてスクリーンを見つめている光景を目にします。 そのスクリーンをちらっと覗いてみると、何本もの上下する線グラフで埋め尽くされているように見えます。これはチーム スタッフだけでなく、レース カーのスピード アップを望むあらゆる関係者とって非常に興味深いものでしょう。というのも、このスクリーンには、レース カーの中で起こっていることが正確に表示されているからです。

現在ではこれがレースの主流のように思われていますが、かつてはそうではありませんでした。 実際に、1980 年代後半まで、モータースポーツ固有のシステムやハードウェアはありませんでした。それ以前は、チーフ メカニックがドライバーと密接に連絡を取って作業を進めており、経験に基づく作業だったため、車の作り方は多くの場合個人の好みに左右されました。簡単な記録装置が初めてテストに登場したのは 1970 年代ですが、データを記録した装置は、車に搭載するには大きすぎ、重すぎました。そのため、実際のレースに登場したのはかなり後になってからでした。サイズと重量に関する懸念事項に加えて、ドライバーは多くの場合、自分の行動すべてが電子的に記録されることに対して多少警戒心を抱いていました。コーナーをエンジン全開で曲がっていないことを記録されてしまうことは気分がいいものではありません。しかし、データが車の高速化に役立つとわかってからは、ほとんどのドライバーが、目の前のスクリーンに表示された曲がりくねった線に夢中になっています。

1980 年代後半、より多くのデータを収集するための鍵は、さらに高い処理能力を手に入れることでした。 レース カーはすでに、燃料噴射システムに関する基本的な電子機器を備えていましたが、実際にはドライバーの操作をほとんど監視できなかったため、それに対してレース カーがどう反応したかも把握できませんでした。センサを監視できたとしても、この情報が記録できるのはフロッピー ディスクだけでした。この時期、モータースポーツ固有のデータ記録が米国とヨーロッパに登場し、ラップで収集されたデータがロガーに記録され、後でダウンロードできるようになりました。

最初にわかったことの 1 つは、レース カーの振動が激しすぎるということでした。 サスペンションの動きが大きいレース カーには誰も乗りたくありません (コーナリングで重量移動を起こします)。また、空力の乱れもレース カーを予測不能にし、一般のドライバーならかなりイライラするでしょう。つまり、レース カーには強い安定性が必要です。特にコーナリングでは莫大なエネルギーが生じ、これがドライバーと車体にダメージを与えます。膨大なデータ利用の先駆者となったフォーミュラ 1 (F1) では、各チームが軍用グレードの製品を独創的に使用し、電子機器がレースの最後までもつようにしました。F1 チームのテクニカル ディレクター、Peter Wright 氏は以前、「F1 カーを開発するうえでの目標は、車が既定のコースを走行するときはいつでも最高加速を維持できるようにすることです」と述べています¹。

レース カーから収集したデータは、レース エンジニアが車の調子を理解するうえで役立ちます。特に、温度と圧力に関するデータは有効に利用されます。 一般車と同様に、温度と圧力は設計者が意図した範囲に収まっている必要があります。そのため当社では、最新のレースで重要となるデータを規定しています。レース カーの速度を上げるには、そのデータをどのように使用したらいいでしょうか。下の図は、メーカー MoTeC* の典型的な記録画面です。1 ラップごとのデータの変化を表示しています。最新のレース カーは何百種類ものデータ チャンネルを記録するため、ピット ウォールのエンジニアたちが重点的に見るのは、リアルタイムのチャンネルのみです。収集した全データはレース後に見直し、そこから何が学べるかを検討します。

レースから得られるデータは、本が何冊も書けそうなほどの情報量です。 そこでここでは簡単な例をいくつか紹介し、当社のデータ エンジニアが注目していることを説明します。一番上のチャンネルは 1 分あたりの回転数 (rpm) で、2 番目はキロメートル毎時 (KPH) の速度を記録しています。真ん中のチャンネルはスロットルの位置を把握し、4 番目は縦 G、一番下はステアリングの角度を示しています。またこのグラフには、レース カーが走行した 2 周分のラップが表示されています。このデータをまとめて利用することで、データ エンジニアはラップ中にレース カーに起こっていることを知ることができます。また、ラップ タイム全体を縮めるために必要なセットアップの変更 やドライバーへのアドバイスを行うこともできます。 

データはジグソーパズルです。すべてのピースが揃ったときに役立つようになります。 データが揃って初めて、チームはドライバーについて深く理解できるようになり、レース カーがどう反応するかについても、多くの情報を得られるようになります。いつもながら、速く走ることに対する答えはさまざまな要因の組み合わせから得ることになりますが、ドライバーはレース カーのセットアップだけでなく、この課題における自分の役割も十分に認識する必要があります。

例として、最低地上高センサについて考えましょう。 これはたいてい赤外線で、当然ながらレース カーの底部からトラック表面までの距離を測定します。車高が高すぎると、レース カーの下を流れる空気量が多すぎて空気力学の効果が減少するため、レース カーの運転はより予測不能になります。車高が低すぎると、レース カーの底部が常に路面に当たり、乗り心地が非常に悪くなるだけでなく、まるでそりのように、ステアリングのインプットに従わずに真っ直ぐ進むようになります。当社のレース エンジニアには、最低地上高を最適化できる優れたアイデアがありますが、燃料を積んた状態で レース カーを 1 ～ 2 周走らせることで、昨年のレース以降に新たに生じた厄介なバンプの場所を特定し、これに対処するために最適化が必要となる最低地上高を確認できます。ストレートの終り (空力負荷が最大となる場所) の路面をわずかに擦る程度であれば通常は問題ありませんが、さらに重要なことは、高価なレーシング マシンがラップの大部分でショッピング カートのように操作されることになるということです。