【科普】纽维的神奇之作：吹气扩散器是怎么来的，又怎么没的

红牛车队在2010至2013年豪夺车手和车队四连冠，对于一支相对非常年轻的车队而言，这无疑是非常伟大的成就，这部分成就很大程度则要归功于空气动力学大师纽维，和他带来的吹气扩散器。

对于吹气扩散器，很多人都是听说过却没见过，它吹的是什么气，又如何与扩散器产生关联呢？

吹气扩散器的概念其实早在上世纪80年代就已经出现。

在地面效应被禁以后，车队为了弥补丢失的下压力，将赛车的排气管直接塞进了扩散器内部，这和后来纽维的设计可以说是大相径庭。

而这样的设计下，为了保持高下压力，车手就必须经常踩下油门，保证尾气不断排出，以增强扩散器的效果。

这一问题让车手的驾驶方式变得十分反直觉，使得车手一时间难以适应，频频犯错。

不过这个思路却也揭示了吹气扩散器的本质：将尾气吹入扩散器中，利用尾气来增强扩散器的性能，并进一步提升赛车下压力。

2009年，针对双层扩散器合法性的上诉失败后，各大车队都加紧研发了自家的双层扩散器。

其中，坐拥大师纽维的红牛是众多追赶者中最成功的一位，在赛季末期，红牛赛车的性能已然超越了资金不足的布朗GP。

考虑到各家车队对双层扩散器的研发投入，FIA没有立即禁止这一设计，而是选择让它继续保留下来，并在2010年结束后将其正式禁用。

也因此，在2010年，纽维为扩散器带来了更进一步的性能升级。提升了本赛季赛车表现的同时，也是一次针对双层扩散器禁令的未雨绸缪。自此，红牛以四连冠的成绩缔造了一个属于他们的时代，而这个时代的代表之一正是吹气扩散器。

与80年代不同，纽维打造的吹气扩散器不再将尾气直接引入扩散器之中，在2010年，排气管位于侧箱底部非常靠近底盘的位置，2011年的排气管则处在底盘末端，车轮和扩散器外沿之间的位置，开口也做成了更扁的造型。

尾气会从这里被吹向车轮与扩散器出口中间的位置，以此来加速扩散器的气流流速，并且可以很好地阻断轮胎产生的乱流，防止其涌向扩散器的后方，保障扩散器的性能。

而在对这个新思路进行测试时，深知吹气扩散器威力的红牛为了不让其他车队过早地发现他们的秘密武器，甚至在赛车上贴了一个假的排气口贴纸。

而最终也正如他们预想的那样，其他车队发现了红牛的新科技后，也都迅速修改了自家的排气管设计。不过最先起步又坐拥纽维的红牛无疑还是优势巨大。

然而，新时代的吹气扩散器同80年代有着一个相似的弊端，那就是为了排出尾气，车手必须踩下油门。

不过彼时，红牛和引擎供应商雷诺有着非常深入且密切的合作关系，为了进一步稳定吹气扩散器的性能，雷诺专门调整了引擎的映射，使得车手在松开油门时，引擎依然可以化身成为一个气泵，源源不断地向外输送空气，与引擎正常工作排出的热气相对应，松油排气就被称为“冷排气”。依靠冷排气，车手在刹车以及入弯时，赛车尾部的下压力便不会减少。

对于特制引擎映射来提供冷排气的行为，FIA并不是很赞同。

在车手没有进行任何操作时，却仍然维持引擎的运转，这在他们看来并不太符合赛车运动的宗旨。因此在2011年，他们计划在赛季中期进行介入，逐步推行禁令，并在当年的英国站完全禁止引擎的冷排气，旨在降低吹气扩散器的功效。

然而由于当时部分车队申请并获准绕过这个禁令，这招致了不满与争议，因此最终FIA与各车队达成一致，将禁令推迟至2012年。

与之一并到来的还有排气管位置的改变，排气管将不被允许置于底盘上，而是上移至了侧箱之中。

FIA的本意是让排气管远离扩散器，以此来彻底终结吹气扩散器的历史。

然而当时的FIA在防治规则漏洞上可以说是一无是处，车队们也不愿意放弃这来之不易的下压力。在FIA与各车队技术人员的会议上，红牛代表保罗•莫纳汉和迈凯伦代表帕迪•洛凭借此前在风洞的经验，意识到了康达效应可能会帮助他们留住吹气扩散器。

流体流经物体表面时，偏离原本流向，并改为沿该表面流动的倾向，即为康达效应，也称附壁效应。所以经过恰当的引导，尾气就会沿着车体表面流动，最终依然可以流向扩散器与后轮之间。

因此，这二人在会议上偷偷地用短信交换了这个观点，以便他们可以把新规引导至对他们有利的方向。最终，红牛和迈凯伦在研发上也得以先人一步，率先将康达效应运用到了赛车上。

以迈凯伦为代表的车队在侧箱上，排气口的位置进行了开槽，以便将尾气引导至扩散器旁边。然而侧箱下方原本会流向可乐瓶区域的气流会同尾气相遇，因此两股气流都会遭到了削弱，影响赛车表现。

红牛采取的方案就要复杂得多，他们在侧箱和底盘之间搭建了一个隧道，侧箱下部需要进入可乐瓶区域的气流会从隧道中经过，而上分来自排气管的气流则依然前往扩散器与后轮之间，实现吹气扩散器的效果。并且将两股气流彻底地分离，也顺利保证了它们各自的功能不受干扰。

同两年前一样的是，红牛并没有在季前测试第一时间就亮出自己的杀手锏，然而在实车测试后，他们发现赛车过弯时，此处气流的稳定性不佳，影响了弯中表现。

在季中的研发里，红牛完善了这个问题。

赛季末，维特尔也在车手冠军的争夺中险胜阿隆索。

介于各车队在2012年已对此类设计砸下重金进行研发，FIA便也没有在2013年再次引入规则来对其进行限制，因为随着2014年混合动力引擎的引入以及空气动力学规则的改变，吹气扩散器将自动变为历史。

参考资料：

https://www.formula1-dictionary.net/diffuser_blown.html

https://www.autosport.com/f1/news/banned-when-exhaust-blown-diffusers-reigned-supreme-4982364/4982364/amp/

https://youtu.be/XpVPPkDx_Ic

https://en.m.wikipedia.org/wiki/2011_Formula_One_World_Championship

https://en.m.wikipedia.org/wiki/2012_Formula_One_World_Championship