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上一期我们简单地介绍了扩散器的工作原理，本期我们将以2009年的技术改革为背景探讨一下提高扩散器工作效能的手段。对于一款扩散器而言，扩散器的容积越大，意味着其为赛车提供的负升力就越多。通俗地讲，假如一款扩散器的尺寸足够大，那么它在工作时就会吸引更多的气体来填补这一巨大的空缺，这样一来，就可以更多程度地带动底盘下方气流的加速，扩散器的“抽气”效能也就能更加突出。对于09年之前的F1赛车，规则的限制并不像今天这样严苛，因此09年之前的赛车都装配尺寸较大的扩散器，因为大尺寸的扩散有获取更多的负升力。但是在2009年，情况开始出现了转机，FIA为了增加超车的机会，提高比赛观赏性，展开发一项轰轰烈烈的技术改革，总体说来，体现为三方面：换用光头胎，引进KERS，限制空气动力学。落实在空气动力学方面，则细化为前翼降低加宽，尾翼收窄加高，扩散器尺寸受限。其中，前翼和尾翼的变化我们大之前的文章里都介绍过了，本期文章中，我们重点介绍一下扩散器的变化。定义扩散器的几大参考坐标：车身中心线，后轮中心线(后轴线)和基准面。作为“降压”改革重要组成部分，FIA对2009年的扩散器进行了相当复杂的改进。新规则的下的扩散器趋于更加标准的外形，消除了中央气流通道和外侧通道在高度上的差异。而且所有三个通道都被加高了，过去扩散器的高度为125毫米，现在增加到175毫米。与此同时，扩散器整体大幅后移，以前扩散器的尾缘基本与后轴持平，现在距离后轴350毫米。最终，FIA在精神上将扩散器限制在了宽1000ｍｍ，长350ｍｍ和高175ｍｍ的三维空间里。这样的规则无异于给各支车队当头一击，要知道，如果要迎全新的规则，就不得不使得自己的扩散器大幅缩水，可是如果尺寸小了，扩散器所能提供的负升力就太有限了，理论上来说，09版的“缩水”版扩散器提供的负升力要比之前几年减少50%，那么这个损失就太大了，因此，早在2008年，就已经有车队开始未雨筹缪，寻找对策。我们不妨回顾一下当时2008年的情景，法拉利和迈凯伦的总冠军之争如火如荼，两队将研发拼到了最后一站，相比之下，本田，丰田和威廉姆斯三支车队的成绩似乎有些惨不忍睹，对于这三队而言，把重心放到即将施行大改革的09年是一个明智的选择，所以一场技术改革下的设计大战，在它到来的前一年就已经暗中拉开了帷幕。真正进入到2009年，当的09版赛车都驶上赛道之后，你就会发现，至少是2009年，将会是截然不同的格局，至少不再是法拉利和迈凯轮“银红争霸”的局面。这一点，我们从各队的扩散器就能看出来。对于08年的争冠热门法拉利、迈凯伦来说，他们对于新赛季、新规则的准备少了一些，因此他们选择“乖乖听话”，严格按照新的规则设计赛车，因此，他们的扩散器都是完全符合新规则的“标准设计”，宝马和雷诺亦是如此，我们不防首先借助一下F60、MP4-24、R29的扩散器领悟一下FIA新的“规则精神”。通过观察，我们会发现，法拉利，迈凯轮和雷诺的扩散器边界都是严格按照规则设计的，在高于基准面175mm的部分都采用一条水平的直线。相反，08年表现不佳的三支车队——本田、丰田、威廉姆斯（当然这期间本田易手成了布朗GP），都不约而同地找到了新规则的漏洞，并拿出了他们的解决方案——双层扩散器。威廉姆斯的双层扩散器对于扩散器的限制，2009版的F1技术规则第3章第12条第7款中规定“从底部观察，任何位于后轮中心线和其后350毫米之间的部件均不得高于基准面175ｍｍ，在这个区域内由横向或纵向垂直形成的交叉面需形成一条连续的直线，并且从车底可以看到。”如图，我们观察威廉姆斯车队的扩散器处理方案，为了便于说明，我们把扩散器拆分为两部分：两边的气流通道和中央气流通道，两边的气流通道完全符合规则，然而中央气流通道的高度却要低于175ｍｍ，虽然这也是符合规则的，但是问题不在这里，而是在于威廉姆斯在中央气流通道与其顶部的尾椎之间又增加了一处扩散结构，（红色箭头所指处），这就使得威队的扩散器在工作时能够利用到更多的气流，变相地增大了扩散器的容积，但是问题出现了，这样设计不会违规吗？一切都还要回归到规则上（注意开始玩文字游戏了）我们回顾刚才提到的第3章12条第7款，“从底部观察任何位于后轮中心线和其后350ｍｍ之间的部件均不得高于基准面175ｍｍ，在这个区域内由横向或纵向垂直面形成的交叉面需要形成一条连续的直线，并且从车底可以看到”，你就会发现，FIA没有把话说死，如果一支车队把其想要安装的部件安装在了从车底看不到的位置，而从车底看到的部分由横向或纵向垂直面形成的交叉面能够形成一条连续的直线，那么这个部件就有了设计的立足点，事实上，威廉姆斯的双层扩散结构正是这样钻漏洞的。同时，为了避免对手的质疑，威廉姆斯车队又列出了规则第3章第5条第2款：“位于后轮中心线之后，且高度大于基准面200ｍｍ的部件，其宽度不得大于750ｍｍ”这就意味着，威廉姆斯安装扩散结构的位置同样是受到规则规定的，而不是所谓的规则盲区，因此，威廉姆斯对外的说法是，扩散结构的位置在基准面上方200ｍｍ的区域内（且从车底看不到），而且其宽度小于750ｍｍ，因此属于合法设计。丰田的双层扩散器丰田的设计要比威廉姆斯更为夸张。我们注意到，丰田TF109扩散器的中央气流通道更为低矮，几乎已经退化为一个小翼片，但同样问题不在这里，而是在于丰田把尾椎抬高，从而在中央气流通道的上方构成了一条巨大的排气长槽。这条长槽近乎替代了扩散器中央气流通道的作用，使得扩散器拥有更大的纵向高度，从而发挥出更大的效能。同样，丰田也有对规则的解释，首先，FIA提出的“任何部件不得高于基准面175ｍｍ”是针对后轮中心线之后的350ｍｍ范围内说话的，而丰田的车尾处理得很长，因此这个排气长槽不在0－350ｍｍ的范围内，而是在350ｍｍ以外。此外，丰田的排气槽位于车身中央150ｍｍ的范围内，FIA对此区域是开放的，这是因为赛车要在这一区域安装尾锥的溃缩吸能机构，有的车队还要在此区域安装尾翼的中央支柱（例如法拉利Ｆ60）。FIA对此区域的规定是第3章第10条的第6款“任何位于车身中心线0－75ｍｍ之间，且位于后轮中心线之后350ｍｍ部件，不得高于基准面400ｍｍ”，同时，第3章第10条第5款规定“任何位于车身中心线0－75ｍｍ之间且位于后轮中心线之后500ｍｍ的部件，都必须安装在距离基准面200ｍｍ到400ｍｍ的范围内”。将这三条规则合并，我们就会构造出一个宽150ｍｍ长150ｍｍ(350ｍｍ-500ｍｍ)、高225ｍｍ(大于基准面175ｍｍ且小于400ｍｍ)的自由区域。而丰田的排气槽，也正是处于在这个区域。针对威廉姆斯和丰田的“争议设计”，自身意识到设计落后的法拉利等队选择了投诉。但是威廉姆斯和丰田的扩散器在时任国际汽联主席莫斯利那里获得了通过。在“双层扩散器”获得了FIA的许可之后，威廉姆斯和丰田迅速开始和改进，丰田更是变本加厉，将原本的双层结构变成了三层。（注意到尾椎的两侧又添加了一组排气槽）然而此时，就在法拉利、迈凯伦等队陷入理念落后的恐慌之中，而丰田、威廉姆斯为自己的超前设计暗自庆幸之时，一个强大的对手让2009赛季的一切都变得毫无悬念——布朗BGP001问世了。BGP001之所以能在09赛季的前半段所向披靡，（当然后半赛季赞助问题研发跟不上去了），很大程度上是双层扩散器帮了布朗的忙，而且BGP001的扩散器比丰田和威廉姆斯更为超前。首先，BGP001将尾锥抬高，毫无疑问这可以为扩散器提供更多的空间，其次，BGP001的中央气流通道被设计成了一个Ｖ形槽，Ｖ槽与底盘的上表面相连，气流可以从这里被送出，然后再从Ｖ槽上面的引导结构扩散，这点与威廉姆斯和丰田是差不多的。然而布朗真正的过人之处是在Ｖ槽的两端添加了两个开口，这使得可乐瓶区域的闲置气流可以经侧箱底部通过这两个开口流入底盘的下表面，与来自底盘下表面的气流混合后再一同扩散，极大地增加了扩散器内气体的体积，压榨出了更多的负升力。布朗通过扩散器的开口使可乐瓶区域（红色部分）的气流重新得到了利用。需要说明的是，08年之前的赛车通过在后轮前端加装卷边小翼来开发可乐瓶区域的资源，然而09年车身不能加装气动翼片的规则使可乐瓶区域的气流重新处于一种待开发状态，而布朗最独到的眼光使得BGP001能先于对手将这一区域的气流加以利用，这正是BGP001真正领先对手的地方。此外，Ｖ形槽的设计还可以使得部分气流直接从其中流出，这股气流可以有效防止扩散器失速，对于赛车适应不同的赛道很有帮助。双层扩散器一经推出，立刻在围场中引起轰动，各队更是争相效仿，2010年，双层扩散器几乎已经成为各支车队的标准配置，部分车队（比如法拉利）更是拿出夸张的设计挑战规则的底线，但是好景不长，由于双层扩散器引发的效果与FIA增加超车的目的背道而驰，2011年，双层扩散器被判为非法。法拉利F10使用的超大号双层扩散器不过，双层扩散器并不是提升扩散器效能的惟一手段，就在2010年，又一项新的设计再度震惊了围场，并在随后的几年里成为了争冠的必备因素，那就是我们下期要介绍的由纽维重新引进的废气驱动扩散器。