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方程式賽事的核心在于讓賽車既能有足夠的直道速度，也能保證足夠的彎道速度。而相對(duì)應(yīng)，空氣動(dòng)力學(xué)核心在于既能減小阻力，又能保證足夠的下壓力，提高賽車的綜合表現(xiàn)。為了達(dá)到這一目的，各車隊(duì)技師及研究人員運(yùn)用了多種空氣動(dòng)力學(xué)、流體力學(xué)相關(guān)理論。下面我們先來(lái)探究方程式賽車現(xiàn)有的空力套件背后的空氣動(dòng)力學(xué)理論。

1汽車所受阻力
對(duì)于汽車來(lái)講，空氣阻力分為摩擦阻力和壓差阻力。因?yàn)樽陨淼恼承裕諝鈱?duì)汽車表面會(huì)有摩擦作用，即有摩擦力。這里的摩擦力，與物理課上所說(shuō)的摩擦力是同一種力，最終作用的效果都是對(duì)物體的相對(duì)運(yùn)動(dòng)形成阻礙。



而壓差阻力則是因?yàn)槠囋谛旭傔^(guò)程中不斷穿破周圍的氣流，改變了空氣微團(tuán)的相對(duì)位置，一些部分微團(tuán)多，氣壓相對(duì)較高，另一些部分微團(tuán)少，氣壓相對(duì)低。高氣壓區(qū)對(duì)低氣壓區(qū)有壓強(qiáng)差，形成了壓力，而這種壓力就是壓差阻力。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在汽車以80Km/h以上的速度行駛時(shí)，壓差阻力占95%以上。

在方程式賽車中，如果能將引起壓差阻力的氣流合理的整合與引導(dǎo)，便可以增加賽車彎道中所要求的下壓力，使賽車在彎道中的速度更高。

2文丘里效應(yīng)
文丘里效應(yīng)，又稱文氏效應(yīng)。這種現(xiàn)象以其發(fā)現(xiàn)者，意大利物理學(xué)家文丘里命名。這種效應(yīng)可以制作出文丘里管。當(dāng)氣體或液體在文丘里管里面流動(dòng)，在管道的最窄處，氣體被加速，動(dòng)壓達(dá)到最大值。由伯努利方程可以知道此時(shí)流體內(nèi)部壓力（靜壓）達(dá)到最小值，于是文丘里管的“脊”內(nèi)外兩側(cè)產(chǎn)生壓力差，壓力方向?yàn)閺奈那鹄锕芡鈧?cè)指向內(nèi)側(cè)。



文丘里效應(yīng)對(duì)于方程式賽車的擴(kuò)散器具有重要參考意義。在方程式賽車中，賽車的底部并不同于普通的家用車做成鏤空的形狀，而是安裝一個(gè)文丘里管形狀的擴(kuò)散器。文丘里的“脊”設(shè)計(jì)在某一位置，這一位置使得擴(kuò)散器，包括內(nèi)部引導(dǎo)的氣流，與整車配合，使得提供的下壓力達(dá)到最大。實(shí)際賽事中的遙測(cè)數(shù)據(jù)表明，擴(kuò)散器可以提供整車下壓力的45%以上。




擴(kuò)散器的實(shí)際形狀與壓力分布,顏色越接近紅色代表力越大,越接近藍(lán)色越小