F1车迷经常会谈到扩散器，但什么是扩散器呢？
它是如何工作的？我们对此有一点深刻的误解。
此外，有传言称红牛设置了双层扩散器作弊。真的吗？
看完这篇文章，你就什么都明白了。
每周一、周四19:00，我们不见不散。
很多人觉得红牛新车RB18的花瓣状扩散器和红牛——夺冠的“双扩散器”以及“黑科技”很像。
真的是这样吗？红牛的扩散器这次能给他们多大的优势？
在此之前，我们需要谈谈扩散。
其实很多人对扩散器的理解是有偏差的，认为这是空气膨胀产生的向下的压力。
但是这里有两个误解：
1、扩散器本身并不是高效产生下压力的部件，但它其实是一个有力的辅助；
2、空气密度基本不变，不能自行膨胀。这是对扩散器本质的误解。
如上图，我们来简化一下汽车的底盘。当空气到达地板区域，但没有到达扩散器时，由于流速不变但底盘底部变窄，空气被动加速，尤其是地板有地面效应后。
根据伯努利定律，空气流速越快，静压力越小，造成地板上的压力比车身上方低得多，所以车被压下，产生向下的压力。
注意这里底盘下面还是有正压的，但是很低。负压都是车身上面的差。
接下来，空气将流向扩散器区域。
这是一个上下开口扩大，左右开口也同时扩大的区域。
我们先从侧面来看。这里出风口变大了，在流量仍然守恒的情况下，空气流量实际上是减小了。这意味着这是一个被加速的空气逐渐回到空气流过车身的原始速度的区域，导致压力逐渐增加。
所以这里的设计本身并不会直接产生更大的下压力。
你可以看到底板蓝色区域的压力是最低的，扩散器逐渐变黄意味着压力又增加了，整体向下的压力减小了。
如果我们像上次一样用楔子做一个实验，你会发现，扩压器的前端，也就是与底板接触角变化最大的地方，是风速最快，压力最低的地方；车尾的下压力逐渐归零。
扩压器本身并不增加向下的压力效应，而是一个收敛的过渡装置。
那么既然扩散器不能产生更多的下压力，那我们为什么还要用它呢？
它有两个很大的优点：第一点是扩散本身就像一个气泵，供气流通过车身。
如果你看扩散器后部面积与扩散器前端和地面之间夹着的面积的比值，这个巨大的比值r；如果假设扩压器后部的速度为v2(这里空气不可压缩不变，密度基本不变)，那么扩压器前部的气流需要Rv2来满足。
虽然扩散器本身会变慢，但扩散过程本身会像气泵一样加速来流。
我们知道地面效应的地板产生了车身一半的下压力，这种加速效应有助于地面效应本身的进程(下图虚线进一步降低了其实线产生的下压力，但尾部的牺牲很小)。
同时它也在享受自己辅助的成果，扩压器还有相当大的低压区。所以，扩压器相当于底板下压力产生的超级放大器，是一个有力的辅助，与地面效应双赢。
你也明白为什么早期有那么多车尾有粉丝的赛车吗？
第二点是出行阻力。
汽车在正常行驶时，尾部会产生较大的低压区，与前端的高压区形成压差，对行驶产生阻力。
我们提到扩散的空气回到了更高的压力，填充了尾部的低压区域，增加了尾部的压力，从而降低了旅行的阻力。
相比尾翼的前翼需要牺牲阻力来产生下压力，底板加扩压器产生下压力的效率太高，是赛车设计中性价比较高的选择。
所以现在你知道了，扩散器本身并不是一个高效的下压力组件，而是高效下压力组件的高效辅助。
当然他原来气流导流的形状也会有一定的下压作用，但那占的比例很小。
那么是不是扩散器的开孔率越高越好，扩散效果越大呢？
之前地面效果的地板曲线不允许的情况下，F1基本上是平坦的地板，所以F1不得不增加地板的倾角来模拟这种扩散器效果，确实增加角度对扩散器效果是有帮助的。
但如果扩压器本身的角度很陡，气流无法附着在扩压器的底板上，就会发生分离，扩压器的效率就会降低。
高角度的扩散器在低速行驶时也会产生这种现象，所以汽车在低速行驶时，底部扩散器产生的效果因为流速不够而非常有限。
你可以理解为低速折返时扩压器没有辅助作用；速度快时，底板吸力会非线性放大；这些都是高速空气动力学套件。
那么扩散器的起点是不是越远越好？实际上，是的。
扩压器前缘的位置和角度决定了这里的气动向下压力分布，其前缘是除底板进气口前缘外的另一个向下压力峰。
那么车辆的空气动力学中心在驾驶员附近，尾部的下压力会随着车速的变化而非线性变化。当峰值远离气动中心时，对整车气动中心位置影响较大，是无奈却又不得不妥协和限制的设计元素。
如果这个高峰能够前移，那么整车的动力设计就不需要做出更大的妥协，驾驶者可以获得更一致的高速和低速过弯操作感受，这也是工程师和驾驶者所追求的。
但是，规则限制了扩散器的具体尺寸，所以F1赛车应该在这方面设计一个平衡的扩散器。
那么你应该想知道为什么在扩散器的底部有这么多边条。
有人说这是涡流发生器，帮助气流贴合底板。有人说这是为了防止尾翼内部形成湍流。
但我觉得这两个作用可能真的有限。
前面的入口板确实有助于气流适应底板，但必须在后面的气流实际上是不需要的。其实真正的原因是底板的侧面和轮胎接触地面的高压区域会造成大量的湍流进入底板，这是不可避免的，所以我们用排板把这部分气流围起来，让扩压器的中央部分尽可能干净的流动，这样其实更有效。
所以还是回到原来的问题，红牛所谓的“新双层扩散器”效果如何？
首先，我觉得他不能称之为双扩散器。
之前的双层扩散器是在2009年布朗GP车队的规则中发现的，帮助他们在赛季初碾压其他车队。在底板上增加了一个额外的通道，在扩散器上方又增加了一个通道，其实质是增加了扩散器通道的面积(题外话，今年的车侧箱和今年有些类似)。
这也说明了规则的重要性。似乎这么小的漏洞换来的是车辆性能的巨大差异。
而红牛的花瓣梁翼并没有作弊通道提供可观的气流帮助其充当扩压器，也没有底部气流供应。
它更多的是下面扩散器本身的延伸，因为规则的原因不能粘贴来帮忙。
所以它的作用是相当强的辅助间接辅助，效果估计有限。不会真的像大家调侃的双层扩散器一样提供作弊性能。
但今年依然是独一无二的设计。
你觉得这个设计的功能怎么样？
