 (ウイングが空中にある場合。) |  （ウイングを路面へ近づけた場合。 通路が狭くなり流速が増す事で、吸着効果が発生する。） |
上図の、左の「空中にあるウイング」と比べて、右の「路面と近づけたウイング」は少し空気抵抗が増すが、
しかし、増した空気抵抗の割りに、とても大きなダウンフォースを発生させる事が出来る。
これを地上効果(グランド エフェクト)と呼ぶ。
この手法は、少ない空気抵抗でより大きなダウンフォースを得たい、現代レーシングカーの空力性能の基本である。
開かれた空間では、空気は音速以下の速度では圧縮される事は無い。
右のウイングは路面へ近い為、気流が通過する通路が狭いが、
気流の速度が音速以下であれば、空気は圧縮される事は無く、狭い区間を流速が増して通過する。
ベルヌーイの定理上、流体は、速度が増すと圧力が下がる。
これがウイング下面や、現代レーシングカーの車体底面によるダウンフォース発生の原理である。
F1グランプリで初めて車体底面をウイング形状としたマシンは、
筆者が過去の資料を調べた限りでは、1970年の「マーチ701」である。
このマシンは車体のサイド部分の底面をウイング形状としていた。
しかしこのマシンは、そのサイド・ウイングに翼端板は設けられておらず、
低圧であるウイング下側へ、車体の横側から気流が進入してしまい、
得られたダウンフォースは少なかったと思われる
そして1977年に、ロータスがサイドウイングにスカートを装着させた「ロータス78」を登場させた。
このサイドスカートは路面と接触させており、ウイング下部の低圧部と外気とを遮断した、
空力効率の高い、初の本格的なウイングカーとなった。
しかしその後のウイングカーの空力性能の進歩により、
F1マシンのコーナリング速度が上昇してゆき、安全性に問題を抱える様になった。
その為、ダウンフォース発生量を抑制する為に、1983年からフラットボトム規定が裁定された。
この規定は、
「前輪の後端から後輪の前端までに有る車体の底面はフラットでなければならない」
という規定である。
そして11年後の1994年サンマリノGPで、ローランド・ラッツェンバーガー選手と
アイルトン・セナ選手がコースアウトし、死亡事故となった事により、
F1界は更に車体の安全性を向上させるべくレギュレーションを改定し、
1995年からステップドボトム規定が裁定された。
このステップドボトム規定とは、車体を正面から見た時に、
車体底面の中央部とサイド部で50mmの段差を義務付けたものである。
下図にて現時点(2007年)でのステップドボトム規定について記す。
