神奇的红牛DRS倍增器是如何实现的？

红牛RB19的直道尾速，特别是在DRS打开时，在沙特大奖赛上成为了一个热门话题。因为它实在快得没有道理。在27号弯前，维斯塔潘可以34公里/小时的速度优势轻松地超越汉密尔顿就可见一斑。很多人质疑红牛是否采用了某种黑科技来实现这一点，但这只是RB19拥有较高空气动力学效率的必然结果，不仅仅是体现在DRS打开的时候。

在尾翼部分，如红色椭圆所标注的区域，红牛的尾翼末端与垂直端板过渡区域的细节与梅赛德斯有很大不同，区别在红牛没有任何会在端板后缘产生涡流的锐角。此外，如图中黄色线条勾勒的襟翼外侧缝隙也非常符合气流的流动情况，如蓝色箭头所指，该区域实际翼板的的宽度是三辆车中最窄的。相比之下，如绿色箭头所指的梅赛德斯和法拉利也有一个缝隙间隔分离器，这意味着在DRS打开时，这部分的的尾翼将产生更多下压力，但同时会带来更多阻力，而这正是红牛为什么拥有更高直道尾速的关键所在。换句话说，红牛在该区域的设计及都是为了减少尾翼与垂直端板之间形成的涡流，涡流越少，阻力越小。

另外F1的技术规定在打开DRS时，允许尾翼襟翼和主翼之间的缝隙最大可以到85毫米。通常情况下，这会带来15-18公里/小时的额外速度，在极端情况下甚至可以高达20公里/小时。因此，红牛车队的优势非常巨大。

在梁翼方面，红牛通常会在上层梁翼采用更激进的方式，在DRS关闭时，这种激进的上层梁翼设计可以增加表面气流的附着力，作为扩散器的延伸，它可以更有效的将底板下方气流提取出来，尾部气流的流速提高了，下压力也可以随之提高；同时与尾翼相比，梁翼所产生的阻力也更小，这样一来，赛车尾部下压力的产生更多的由扩散器和梁翼分担，尾翼提供下压力的比重降低了，阻力也就可以随之降低。当DRS打开时，某种程度上会造成梁翼失速，而梁翼失速又会导致扩散器下方气流失速，这意味着更小的阻力。

在扩散器部分，我们来对比迈凯伦和红牛扩散器的边缘轮廓，沃金车队采用的是如图中蓝色线条勾勒的矩形轮廓，而红牛采用的是如图中黄色线条所示的圆形轮廓，在扩散器宽度一样的情况下，采用圆形轮廓的扩散器的气流容积会比矩形方案要小，毫无疑问矩形轮廓会产生更多的下压力，但与尾翼一样，它也会产生更多的阻力，尤其是在底板气流失速的条件下，即打开DRS的情况下，红牛的圆形设计更有利于减少阻力。

以下两张图片可以清晰的对比DRS打开或关闭时气流的流向。当DRS关闭时，如紫色箭头所指，扩散器下方的气流会依附于扩散器的下表面，同时经过梁翼下表面的气流也会依附于该套件的表面流动，根据流体力学的边界层效应，这时的气流会带来更多的下压力和阻力；但当DRS打开时，尾部气流产生失速效应，届时原本依附于扩散器和梁翼下表面的气流会脱离该两个套件的表面，这意味着下压力的损失和阻力的减小。当然在打开DRS的时候，车队并不会过分纠结于下压力，而是更专注阻力。

对比三大车队在沙特使用的梁翼，法拉利的梁翼比红牛甚至奔驰小得多，而奔驰的梁翼会提供更高的下压力和阻力，但在DRS打开时也同样如此。从整个车身尾部的组合来看，红牛拥有最好的减阻效果。显然法拉利和梅赛德斯并不关心梁翼和扩散器所造成的阻力，但红牛在这个方面是无所不用其极及。因此我们了解到，要想使赛车尾部实现更大的减阻功效，不能只关注尾翼，而是要把尾翼、扩散器和梁翼作为一个整体来看待，以实现减阻的倍增器效果。换句话说，只专注于某个单一部件的减阻非常容易，但要让所有空力套件协同工作以产生更明显减阻效果的难度会呈几何级数增加。

根据伯努利方程式，下压力和阻力与速度的平方成正比，赛车在330公里/小时所产生的下压力和阻力会是165公里时的四倍。这意味着你必须有一个刚性足够高的后悬挂来支撑如此巨大的下压力，但这样势必会导致赛车的机械性能降低，而红牛车队通过采用动态底部密封系统来控制总体下压力仍然增加但不是以速度的平方增加，车队就可以运行更柔软的悬挂设置并可以减少弹跳的发生概率。

简单点说，红牛可以通过某种手段让下压力的增加更接近线性，而不是以速度的平方来增加，这样一来，阻力的增加速率也会降低。可以认为其始终在逐渐增加但速率降低。 同时，红牛整合了尾翼、梁翼和扩散器，把它们当做一个整体来看待，尤其是不同空力套件之间的阻力有时候是可以相互抵消的，这就是为什么其他赛车只能在直道末端打开DRS的情况下获得20公里的速度增益，而红牛却可以获得34公里增益的原因。