フォーミュラ1カー
1970年代後半のグラウンドエフェクトの開発により、マシン後端に位置するギヤボックスがディフューザーの設計を妨げてしまうことが判明した。そのため、ギアボックスの外装(ケーシング)をチーム独自で開発し、ギアなどの内部部品を購入するパターンが増加した。
ケーシングの材質は、アルミニウムやマグネシウムが主流であったが、軽量化の観点から、カーボンファイバーやチタンを採用するチームもある。
配置に関して、横置きと縦置きがあるが、1998年に車体幅の縮小がレギュレーションで実施されて以来、もっぱらどの車も幅の狭さ的に有利な縦置き配置を採用している。
2003年途中から、ホンダがクラッチを介さずシフトチェンジをするシームレスシフト機構を導入した。
2014年からのパワーユニット規定下では8速シームレスシフト・基本的に各PUとセットで使用する複雑な構造なので、以前は自チームで開発していたザウバーなどはPU供給側などのギアボックス購入に頼らざるを得ない状態となっている。
(フルオートの)オートマチックトランスミッションや無段変速機(CVT)は禁止されている。CVTは1993年にウイリアムズがFW15Cにてテストを行ったことがあるが実戦投入には至らず、後にレギュレーションで明示的に禁止となった。
ギアボックス・ギヤボックスの呼び名が一般的で、基本的にトランスミッションとは呼ばない。
現代では完全マニュアルトランスミッションというわけでもなく、パドルシフト操作でクラッチ操作の不要なセミオートマチックトランスミッションを全チームが採用し、変速時の駆動力の抜けが極限まで短くなる方向で開発が進んでいる。また、レギュレーションで、前進8速と後進1速となっている。
パドルシフト導入以前は、3ペダル、Hパターンのオーソドックスなマニュアルトランスミッション車で、前進5速か6速であった。パドルシフトは、1989年にフェラーリがF1初のパドルシフト車640を導入後一気に広まった。
1970年代まで、ギアボックスメーカーとして有名なヒューランドからギアボックスを購入し、そのままマシンに搭載しているチームが多数を占めていた。
マシン後端下部に装着されている、後ろ上がりに傾斜した板状の部品。これにより車体底面の空気を引き抜き、ダウンフォースをより多く発生させる。2層構造にすることによって開口部を拡大したマルチディフューザー、排気を吹きつけて内部を流れる空気の量を増加させたブロウンディフューザーなど、より多くのダウンフォースを発生させる方法が試されたがいずれもレギュレーションで禁止された。
ウイングなどの空力的付加物は一部の例外を除き走行中に動いてはいけないことが規定されているが、各チームは抜け道を探し続け、2000年代後半から2010年代にかけて、走行中に空力的特性を変化させるデバイスが開発された。代表的なものには、
ドライバーの操作によってリアウィングのダウンフォースを調節するFダクト(マクラーレンが開発するも、禁止される)
高速走行時の高い風圧によってたわませ、抵抗を低減するフレキシブルウィング(2008年のレギュレーション厳格化に伴い消滅)
リアウィングの角度を変化させ空気抵抗を減らすドラッグリダクションシステム(通称DRS,2011年よりレギュレーションの範囲内での使用が認められている)
がある。
Jダンパー、イナーシャルダンパーとも俗称され、ケンブリッジ大学のマルコム・スミス教授が1997年に発明した。ちなみに、JダンパーのJは特に意味を持っているわけではない。
ダンパーという名称を持つが、見かけ上のばね上質量=イナーシャを増加させて、路面のバンプによるばね上の姿勢変化を抑制する装置である。ダンパーに外力が加わってある方向にシャフトが移動すると、そのシャフトに刻まれた溝に沿って内部のフライホイールが回転する。次に、逆方向にシャフトが動こうとすると、その回転している錘がシャフトの動きを妨げる。通常のダンパーでは、速度に比例して力が発生するが、イナーシャルダンパーでは加速度に比例して力が発生する点が大きな違いである。
2005年サンマリノグランプリでマクラーレンがマクラーレン・MP4-20に搭載してデビューさせた。
マシンにはレギュレーションに基づき最低重量と車両全体の重量配分が設定されている(2017年はドライバーを含めて728 kg、前後配分328:387+自由設置分7 kg、左右配分50:50。2018年は6 kg増の734 kg)。しかし実際はそれより軽く作られるため、バラストを配置して規定を満たす。マシンは軽いほどバラストを設置する際の自由度が高くなり、レース毎に細部の重量配分を調整できるメリットがある。
マシンの底に取り付けられるスキッドブロック(本来はダウンフォースを制限する目的の摺り板。1994年途中より装着が義務付けられた)に重金属を使用することでマシンの重心を下げる手法も一時期広く使われたが、2015年よりスキッドブロックにはチタン等の軽金属を使用することが義務付けられたため、この手法は使えなくなった。
こちらの出典も参照。
最初期にはスーパーチャージャーを搭載したエンジンがあったが、燃費の悪さなどから自然吸気エンジンに取って代わられた。1950年代後半には、コヴェントリー・クライマックスがエンジン供給を開始。FPFエンジン、FWMVエンジンなどが多くのチームに供給された。しかし、1966年に排気量が1.5 Lから3.0 Lに倍増されたのを機にF1から撤退してしまう。
クライマックスがF1から撤退した後、フォード・コスワース・DFVエンジンが1967年にデビューした。この年はロータスに独占供給されていたが、翌年以降はロータス以外にも市販され、1970年代まで自然吸気エンジン(またはDFVエンジン)の独擅場となった。
DFVエンジンのデビューに前後して、エンジンのストレスメンバー化が進行していった。ホンダが初めてF1に持ち込んだ設計である。従来では、後車軸付近まで伸びたモノコックにリヤサスペンションを取り付けていたが、それを直接エンジンのシリンダーブロックやギヤボックスに取り付ける方法が考案された。そうすることで、余分なモノコック構造を削減することで軽量化ができるようになった。その分、エンジンのシリンダーブロックに負担がかかることになったので、シリンダーブロックの強度がより求められるようになった。
1977年、ルノーがターボエンジンを携えて参戦を開始した。参戦初期はトラブルが多発し、黄色の車体とエンジンブローの様子から「イエローティーポット」と揶揄されたが、1979年に初優勝を獲得する。
これはタイヤ(ホイール)を厳しく垂直に立てなくても良いことを意味し、たとえばサスペンションの設計に自由度を与えていた。1970年代以降は前述のスリックタイヤ化とともに、ロープロファイル化・ワイド化が進行し、現代に至ってはかなりの低偏平率タイヤである。サスペンションには常にホイールを垂直に保つことが求められるようになり、他の要素ともあいまってサスペンションは極端に堅くなっている。
タイヤの軽量化は車速の向上に直結するため、タイヤメーカーではタイヤ各層の薄型化や軽量素材の開発・利用を追求している。一般車用タイヤでは縁石にぶつけたり乗り上げたりした時にもすぐにはパンクしないようにサイドウォールを強靭に作っているが、F1においては、サーキットで縁石に当てる恐れが少ないために極限まで薄く作られている。また、一般タイヤではスチールベルトを用いるところをカーボンファイバーやグラスファイバーが採用されることがある。
通常のタイヤは路面と乾いた状態で接して単純な摩擦によってグリップ力を発生させるが、F1タイヤはそれに加えてタイヤのトレッド面(路面と接する部分)のゴム素材に特殊な高分子素材などを混ぜて高温で容易に半流動化するようにしておき、この粘弾性によるグリップ力の向上を利用している。
2008年シーズンからは、タイヤコンパウンドの違いがはっきりとわかるように色で区別がなされている。2008年から2010年シーズンまでは、レースに持ち込んだ2種類のタイヤの内、柔らかいほうに白色のマーキングがなされていた。2011年シーズンからピレリが供給するタイヤは、サイドウォールのロゴの色によって区別できるようになっている。。
そのケーブルおよび付属品は、アクシデントの際にホイールがドライバーの頭部に接触しないようにデザインされなければならない。) — FIA、Formula One Official Site
2011年からは、2009年のFIA F2選手権におけるヘンリー・サーティースの死亡事故や2010年のF1世界選手権におけるクラッシュ時のタイヤ飛散による危険性に対する懸念から、テザーの本数が増やされる。
1990年代に入って、空力の観点からフロントノーズを持ち上げたほうがより良いということがわかり、各チームに広まっていった。しかし、モノコックの下部に接続されていたサスペンションのロアアームの行き場がなくなってしまった。そのため、モノコック下端から板状の部品(キール)を伸ばしてそこにロアアームを接続する方法をとった。
フロントサスペンションアームの配置から、「ゼロキール(キールレス)」、「シングルキール」、「Vキール」、「ツインキール」などが存在する。
現在はゼロキールと呼ばれる、モノコック側面に(キールなどを介さず)直接サスペンションアームを取り付ける方法が主流である。
また、サスペンションアームは、扁平な形状となっている。アームが気流中に露出するので、できるだけ周りの空気の流れを乱さないように細長いカバーが装着されている。さらに、ステアリングタイロッドをサスペンションアームのカバー内におさめるマシンもある。
フェラーリ・F2005のシングルキール(2005年)
スーパーアグリ・SA05のツインキール(2006年)
ルノー・R27のVキール(2007年)