自 1950 年诞生以来，一级方程式赛车锦标赛的赛车速度不断提升。更卓越的空气动力学性能、更强劲的引擎和更轻的材质，都促使赛道时间大幅缩短。
摩纳哥大奖赛的平均速度从 1950 年的 104 公里/小时上升到 2007 年的 170 公里/小时，但在 2007 年发生了一些奇怪的事情。
赛车的速度停止了提升，不仅如此，速度还变慢了。那么，究竟发生了什么？
国际汽联在 2017 年做了哪些努力，让这项锦标赛重获生机？
在过去十年中，F1锦标赛的焦点发生了巨大的转变。飞涨的比赛成本迫使国际汽联制定规则，以创造公平的竞争环境，防止资金更雄厚的车队挤走其他车队。这种态度的转变以2007年引擎研发冻结以及成本削减措施的持续实施为标志，而本田、宝马和丰田在2008年世界经济危机后被迫退出了这项赛事。新规则将节省轮胎和提高燃油效率置于赛车设计的首位，这也迫使车手在赛道上更加保守，缩短了赛道时间。
无论是否因为这些变化，一级方程式赛车的受欢迎程度都在下降，我们需要记住，一级方程式赛车本身就是一门生意。这项业务必须让赛车公司和车迷都满意。
因此，规则变化侧重于让这项运动更快、更具戏剧性，希望能阻止一级方程式赛车人气的下滑。
那么，规则都做了哪些改变？这些改变又如何影响赛车的性能呢？一级方程式赛车最显著的变化是赛车的整体宽度。
赛车的宽度从1800 毫米增加到了2000 毫米，其中很大一部分增加的宽度用于安装更宽的轮胎。这显著增加了轮胎与地面的接触面积，从而提高了轮胎的抓地力。
现在，如果你看一下摩擦力方程式，你会发现它与面积无关。摩擦力简单地等于摩擦系数乘以汽车重量。那么，更宽的轮胎如何增加牵引力呢？更宽的接触面积确实会影响轮胎的磨损，这意味着较窄的轮胎会更快地失去抓地力。为了抵消这种影响，轮胎需要采用更硬的材料制成，这样就不会磨损得那么快。
F1车队在比赛中有5种干地轮胎可供选择，从超软到硬。较软的轮胎摩擦系数更高，但使用寿命不长。因此，从本质上讲，更宽的轮胎让更软、抓地力更强的轮胎使用寿命更长，从而让车手能够更晚刹车，更猛烈地加速。
这些更宽的轮胎需要更宽的前翼，因为它的主要目的不是产生下压力，而是控制进入的空气在轮胎周围流动。轮胎会产生很大的阻力，也会产生大量的湍流，这会阻碍轮胎下游的气动表面正常工作，因此前翼的设计就是引导空气在轮胎周围流动。这种气流管理最美妙的应用之一就是这个名为Y250涡流的涡流。
根据F1规则，前翼的中央部分不允许产生任何下压力，但距离中心250毫米的区域可以。涡流是前翼产生下压力的结果，但它并非仅仅是造成阻力的负面副作用，而是经过精心设计，将空气从轮胎上引向需要的地方。为了了解更多信息，让我们看一些工程模拟，并比较2016款和2017款赛车之间的差异。对于外行人来说，这些模拟可能看起来很吓人，但以下是您需要了解的要点。这里我们观察的是赛车沿途的气压，位置已标明。
蓝色和绿色表示低压空气，黄色和红色表示高压空气。 F1 赛车需要车身下方有低压空气，而车身上方有高压空气，因为这样才能产生下压力。让我们回到模拟的起点，看看这些变化是如何影响赛车性能的。这里你可以看到，随着空气从机翼上表面滚到下表面，Y250 涡流开始形成。你可以清楚地看到，由于机翼表面增大，今年的 Y250 涡流变得更大，而且随着它沿着车身向下移动，低压涡流会吸入周围的空气，它消耗的空气越多，进入车底的空气就越少，从而导致气压下降。
你可以在这里看到这种情况，当地板结构开始形成时。你还可以看到，今年 Y250 涡流开始在导流板上形成额外的低压涡流，导流板引导涡流，并帮助它们产生新的低压涡流，就像这个从精致的小翼型上形成的一样。
去年，这个位置不允许安装扰流板，因为这里是禁区，也就是不允许放置任何结构的区域。像梅赛德斯这样的车队，拥有极其复杂的扰流板，比这款赛车的要复杂得多。
进一步观察，我们可以看到2017款赛车的扰流板明显更加环保，因此压力也更低。再加上更宽的底盘，使得2017款赛车能够产生更大的下压力。
再进一步观察，我们发现了压力下降的主要原因——扩散器，也就是赛车后部的部件，它的高度和宽度都增加了。扩散器本质上是赛车底部空气的出口喷嘴，通过增大开口，从赛车底部排出的空气被迫膨胀并加速以填充空间，这会导致气压进一步下降，正如伯努利原理告诉我们的那样，流体速度的增加对应于气压的降低。
扩散器提供了巨大的下压力，而阻力却很小。但尾翼的情况并非如此，它在2016年被放置在赛车上方较高位置，产生了大量额外的阻力。2017年，尾翼的位置有所降低，降低了其对阻力的影响，因为它被放置在已经受到上游结构影响的空气中。这是为了保持赛车的最高速度，因为随着赛车宽度的增加，阻力急剧增加。为了抵消这一影响，车队额外获得了5公斤的燃油。
2017赛季已过半，我们能够看到这些变化对F1的影响。毫无疑问，我们拥有F1长期以来最漂亮的赛车，而且由于更宽的车轮和更出色的空气动力学设计带来的额外牵引力，它们正在再次打破纪录。
但是，这种额外的弯道速度不得不牺牲一些激动人心的超车动作，因为更宽的赛车在身后会产生更多脏空气，使得后面的赛车难以在弯道中获得足够的下压力。那么，这些变化是否让F1比赛变得更精彩了呢？
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