Photos：Nobuya Yoshimura and Yasuo Sato
YZR500ベースのフレームにコンパクトな直４エンジンを搭載
YZR500のディメンションを（できるかぎり）継承した車体に積める4サイクルエンジンをテーマに開発されたのは、V型エンジンでのレース経験がないヤマハにとって、スタンダードといえる並列４気筒。そして、ヤマハ製ロードレーサーの伝統を受け継ぐ4軸構成のエンジンだった。
YAMAHA YZR-M1 2002 エンジン
良好な操安性を誇った同社の2サイクル500㏄マシーンYZR500の車体をベースに、そのフレームに搭載できることを最優先して造られた並列４気筒エンジン。最初期型は排気量が942㏄、吸入方式が電子制御キャブレター、カムシャフト駆動にチェーンを用いるなど、性能目標を低めに設定しているのが特異だった。
排気量の上限を990㏄と定めた新生モトGPのレギュレーションで許されるかぎりの動力性能を追求したホンダとは対照的に、ヤマハでは当初、2サイクル500㏄マシーンと同等以上という控えめな目標が設定され、エンジンの仕様もそれに合わせたものだった。
フルサイズではなかった排気量（デビュー当初は942㏄、のちに967㏄まで拡大）やチェーンによるカムシャフト駆動、電子制御ディバイスを追加していたとはいえ、基本的にはキャブレターそのものだった燃料系などがその一例。
このマシーンとその小改良版といえる翌年型で2002〜03年の２シーズンを戦い、惨澹たる結果に終わったヤマハではあったが、2003年中に行われた開発体制の全面刷新と合わせて、4バルブ化／クロスプレーンクランクシャフトの採用／電子制御フューエルインジェクションの装備などを盛り込んだ新型車を開発し、ホンダから移籍したロッシの手により、2004〜05年のタイトルを獲得した。
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