【技术】双层扩散器——被神化的钻空子产物

    要累死了，但还是要坚持更新……

    本文缝合+搬运，作者Matt Sommerfield, Lawrence Edmondson以及我自己收集的一些其他来源的资料

    2009赛季注定将因当年足够永载史册的冠军而被长久地铭刻在我们的记忆里，这一年，Brawn GP从本田车队的残骸中破茧重生并赢得了世界冠军。但是，赛季一开始，这支新生的车队就遭受了大量非议，只是因为其赛车的一个有争议的设计：在当时引起了剧烈轰动的双层扩散器（Double Decker Diffuser，以下简称DDD）

    2009年F1引入了全新的规则体系，旨在提高赛车的跟车能力从而改善超车过少的情况，并试图降低赛车的下压力。F1的设计师们显然在寻找扭转这一局面的方法，而本田，丰田以及威廉姆斯这三支乍看起来没什么联系的车队一致提出了双层扩散器的想法。

    据报道，这个想法第一次是由超级亚久里的设计师在研究2009赛季的新规则时提出来的，但这支本田的卫星队最终因为资金不足而解散，其技术人才也投奔了不同的阵营：大多数人都通过超级亚久里和本田之间的关系回到了本田，另一部分人则进入了另一支日本车队——丰田，以及由当时仍由丰田作为引擎供应商的威廉姆斯车队。

    在当时，本田兵分三路（本田布莱克利工厂，超级亚久里的泰丁顿工厂以及本田在日本本土的HGT部门）进行了联合研发，在2008年6月正式开始集合三个部门各自的研究成果进行最终设计，据当年的BGP首席气动工程师John Owen日后回忆称：“赛车的大部分设计灵感其实来源于超级亚久里团队的研究，之后当然也整合了一部分布莱克利团队的成果以及HGT部门搞出来的DDD试作品。”

    “必须说明，DDD对于我们找到正确的研发方向有决定性的作用，但在我们做完研发之后再把这东西拿掉也影响不大了——圈速损失也就0.3秒的样子。”

    “我们在研发出初版赛车之后曾经将草图递交给查理怀汀，他看完之后觉得没有违规的地方，之后我们也在TWG的工作会议上隐晦地提到了这方面的问题，但因为当时他们认为我们在吓唬人，加之我们不是什么牛逼的技术团队所以无视了我们。”

    于是在冬测的第一阶段，BGP001成为了场上唯一一辆速度能接近改装后的2008款小红牛的赛车——与之相比，大多数赛车在当时都要比这辆车慢3秒以上。但这个时候其它车队还是没有重视这个问题，他们觉得BGP当时一定是在超轻油不带压舱物刷成绩吸引赞助商（毕竟差点都没报上名，可以理解）。

    最终，不出意外的，在澳洲站的周末开始之后，BGP001、丰田TF109和威廉姆斯FW31三台赛车展现出不同程度的速度优势，双层扩散器立即受到了其他车队的一致攻击，他们显然错过了这个增加扩散器容积的机会，于是试图消灭这三支车队获得的优势。

    使用DDD的想法来源于F1技术规则3.12.7条的漏洞，这条规则指出。"从底盘下方可以看到的，位于后轮中心线及其后方350mm之间区域的车身不得高于参考面175mm。该区域的任何表面与横向或纵向垂直平面的交叉点应形成一条从车底可见的连续线段。"事实上，这只要求设计师在单一维度上符合要求（译注：换句话讲只要让上层通道在看得见的部分符合FIA的175mm要求就行了），这为创建使气流能够进入扩散器的上层通道的想法创造了可能。

    这个方案是一个巧妙的变通，它绕开了规则试图限制扩散器性能的条款。

    但是其他车队并不认可这一设计，因为他们没有发现这个小伎俩，而且如何在短期内将DDD安装到他们的赛车上是一个大问题。因此，他们选择在澳洲站上抗议这一设计，并试图要求FIA禁止这一设计，同时取消三支“违规”车队的比赛结果。

    不过，他们这么做只是为了获取更多积分的一种手段，因为在明处这样的抗议只是一种“要求公平”的表现，运气好的话FIA会把这个东西禁了；但这样的政治施压完全可能不起作用，他们也在私底下研究自己的解决方案。

    显然，各大车队没把深浅摸明白——查理怀汀已经判过合法的东西明显是不会被FIA禁止的。2009年4月15日，FIA宣布双层扩散器是合法设计。在无法说服FIA取消DDD的情况下，其它车队不得不快速跟进，并尽快将它们装车。这一努力的规模不应该被低估，因为在车尾产生了更多下压力的情况下，车头部分必须进行相应的升级以匹配尾部更大的下压力，使整车达到气动平衡。这样对整车进行的升级花费是巨大的，但升级扩散器带来的好处不容忽视，因为它可以产生大量的下压力并在相当程度上提升圈速水平，怀着“BGP的优势全部来自DDD，我们有了我们也行”这一想法，各支车队都开始研发属于自己的双层扩散器。

    在所有剩下的车队中，红牛在适配DDD的路上面临着最大的挑战，因为他们在车尾设计时重新应用了拉杆悬挂。这是一个对后来的F1设计产生了深远影响的决定，因为每个人都看到了这种设计在包装和气动方面的优势。但在这件事情上，拉杆悬挂让纽维及其设计团队相当烦躁，因为拉杆在扩散器的kick-line的位置上连接了变速箱和后防撞结构，这使得要想榨出DDD的最佳效果变得困难。但老话说得好，只要思想不滑坡，办法总比困难多，由于后悬挂的拉杆设计已经不可能再做改变，红牛选择适当抬高RB5的变速箱，以便为DDD的安装腾出空间。

    红牛想要安装DDD面临的挑战是全围场最大的，但这并不代表其他车队在这条路上就走得容易走得好。

    在赛季开始一段时间之后，赛场上甚至出现了比双层还要过分的设计——丰田在赛季第二站雪邦的赛场上推出了三层扩散器（下图右所示），只是效果确实不特别显著。

    法拉利在FIA宣布DDD合法之后不久也掏出了自家的产品，配合之后的一系列研发在赛季后期也逐渐找到了一些速度，其中在斯帕更是抢下一个冠军：

    迈凯伦的初始设计就是最符合FIA预想的“合法”设计（下图所示），但他们也是在上诉失败之后对扩散器进行升级最快的一家——仅仅几天之后的中国站上他们就已经将升级装车，很显然，他们是在一边进行上诉一边进行相关研发的，而且迈凯伦那台比较小巧的变速箱帮研发团队省去了不少研究如何安置相关结构的麻烦。

    除了迈凯伦之外，另一家同时推动上诉和进行相关研发的是雷诺。和迈队一样，他们同样在上海站推出了自己的DDD，不过当时只有阿隆索一人得到了这个升级，小皮奎特则等到了一周之后的巴林站。

    前一年还在三大车队阵营中的宝马索伯则是当年最晚拿出双层扩散器解决方案的车队——他们一直等到土耳其站才将这一升级正式应用。

    印度力量可能从他们的迈凯伦变速箱那里得到了一些好处——至少不用对动力和传动部分进行大的修改就能安装DDD。他们在巴林站也推出了自己的升级

    与此同时，BGP自己也没闲着，他们在西班牙站对这方面还进行了一定程度的改进——修改了中央部分第二层扩散器出口处的形状。FIA继续允许在2009年和2010年的这两个赛季中使用双层扩散器，因为每支车队都在DDD的研发上投入了大量的资源。但是，从2011年开始，相关的规则漏洞就被补上了，双层扩散器这一争议设计就此寿终正寝。

后记

    当然，很多车队最后会发现双层扩散器虽然能够带来一定程度上的性能提升但是绝对不足以让他们完全追上BGP，当年的一位BGP设计师也坦言“我们的主要优势其实来源于一套优秀的前翼和后刹车周围的导流板，但其它车队发现这些问题更关键的时候已经太晚了”。

    借用John Owen的话来讲就是“双层扩散器并不是我们那么快的全部原因，但它确实很好地欺骗了我们的竞争对手让他们把大多数研发资源全部投到这上面了，看到他们费大力气研制出来发现也就追了0.3秒，更别提骗掉了他们一大把研发经费了——要知道我们当时一年的研发经费就只有几十万欧元，这些事儿让我们乐了好久。”

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