風洞とは、巨大な扇風機のような装置で人工的に風を発生させ、それを模型に当てることで空気の流れ方などを再現、観測する装置、または施設を指す。風洞を用いたこの種の実験は、風洞実験、あるいは風洞試験と呼ばれる。

F1では、ダウンフォースの増強や空気抵抗（ドラッグ）の低減など、マシンの空力開発に用いられる。一般には、航空機や鉄道、量販車など高速で移動する乗り物や、高層ビル、橋梁といった風の影響を受けやすい建築物の設計にも活用されている。

ダウンフォースと空気抵抗のバランスに関わる諸要素を10％改善できれば、ラップタイムで約1秒のゲインにつながると言われているほど、F1において空力の重要性は高い。

スケールモデルに当てる気流は、乱れのない均質な状態である必要がある。そのため、発生させた空気を一度タービンブレードに通し、層流へと整えたうえで、毎秒50m前後の速度でモデルに向けて噴出させる。この風速は、走行中のトラックが横転したり、鉄骨構造物が変形したりするほどの力を持つ。

• ザウバーの風洞施設
• ホンダのフルサイズ風洞
• 風洞施設の価格
• F1における風洞テスト制限

ザウバーの風洞施設

ザウバーF1チームのスイス・ヒンウィルにある風洞設備は、世界最先端とされる施設のひとつで、チーム創設者ペーター・ザウバーの自慢の一品として知られる。実車の60％スケールモデルを用いた実験が可能だ。

ザウバーはBMWとの提携時代に十分な投資を受け、風洞とCFD施設を世界最先端の水準へと引き上げた。そのザウバーの風洞に匹敵するとされるのがトヨタの設備で、実験データの解析に要する時間はザウバーより短いとも言われる。フェラーリはF150の開発にあたり、トヨタの風洞を使用していた。

ホンダのフルサイズ風洞

2022年3月、米国オハイオ州イーストリバティ市に開設されたホンダ・オートモーティブ・ラボラトリーズ・オブ・オハイオ（HALO）は、エアロダイナミクス、空力音響、レーシングカー特性評価という3種類の試験機能を1カ所に集約した最先端の風洞施設だ。

アキュラを含むホンダの市販車開発に用いられるだけでなく、インディカーやIMSAといったカテゴリーのレーシングカー開発にも活用されている。

競技車両と量販車の双方のテストに対応するため、この風洞には交換可能なモジュール式グランドプレーン・システムが採用された。市販車の開発では5本ベルトのローリング・ロード・システムを使用し、高性能スポーツカーやレース専用車両では1本のワイドベルトを用いる。システムの切り替えに要する時間は約4時間だ。

ファンの直径は約7.9mで、最大時速310km相当の風を発生させる能力を持つ。車両を載せるターンテーブルは180度の回転が可能で、多くの風洞が±15度程度に制限されている中でも際立つ仕様となっている。さらに、空力音響解析のために502個のマイクとカメラが周囲に配置され、車外および車内のどの位置で風切り音が発生しているかを詳細に測定できる。

ホンダ、最新鋭の風洞「HALO」

風洞施設の価格

レーシングカー用で実車100％モデルに対応する風洞の場合、建設費はおおよそ400～800億円とされる。一方、50％スケール対応の風洞であれば、100億円前後に収まる価格帯とみられている。トヨタの風洞は外部向けにレンタル提供も行われており、その使用料は1時間あたり200～500万円程度とみられている。

風洞で設計されたマシンの実際のパフォーマンスを測定するためのツールとしては、エアロレイクやピトー管、フロービズなどがある。

F1における風洞テスト制限

風洞設備での開発は、「制限付き風洞テスト（RWTT）」という形で規制されている。使用できる風洞は1チームに付き1基（FIAへの届け出が必要）に限られる。テストで使用する模型（モデル）や条件には、事細かで厳しい制限が課されている。

F1では2021年に、コンストラクターズ選手権順位に応じた空力テスト制限が初導入された。下位チームほど翌年に向けたマシン開発において、より多くの風洞実験とCFDシミュレーションが許可され、相対的なアドバンテージを得られる仕組みだ。

従来は空力開発に実質的な制限がなく、一部のチームはコンマ1秒のゲインを求め、24時間体制で風洞を稼働させ続けていた。だが、これは莫大な資金を要し、小規模資本チームとのパフォーマンス格差を生む一因となっていた。こうした背景から、コストキャップ導入に合わせて、さらに制限が加えられた。詳細は空力テスト制限（ATR）を参照されたい。