[汽車(chē)之家 技術(shù)]  在汽車(chē)誕生至今的百年歷史當(dāng)中，伴隨著汽車(chē)成長(zhǎng)的飛機(jī)等航空器其實(shí)也在無(wú)時(shí)無(wú)刻不影響著汽車(chē)的發(fā)展。比如我們時(shí)下正流行的“帶T”發(fā)動(dòng)機(jī)，其渦輪就來(lái)源于飛機(jī)技術(shù)。除此之外，想必汽車(chē)受到航空器影響最大的就是這個(gè)外觀了，從60年代的美國(guó)設(shè)計(jì)到如今的空氣動(dòng)力學(xué)，很多方面都參照了這位“天上的朋友”，一步一步，讓我們的汽車(chē)成為了今天的模樣。不僅在造型上有著一定程度的參考與借鑒，其實(shí)在實(shí)驗(yàn)手段上，他們之間也有著很多交集，那么今天，讓我來(lái)告訴你如何讓一臺(tái)車(chē)進(jìn)行“航空器實(shí)驗(yàn)”，為你揭秘風(fēng)洞試驗(yàn)與空氣動(dòng)力學(xué)的故事。

● 每一臺(tái)汽車(chē)都曾有過(guò)航空器的夢(mèng)

　　說(shuō)到汽車(chē)的飛行夢(mèng)，想必很多人同我小時(shí)候一樣，曾幻想過(guò)汽車(chē)能夠上天翱翔，事實(shí)上，不僅是我們，遠(yuǎn)在大洋彼岸的美國(guó)人也曾在二戰(zhàn)之后想過(guò)同樣的問(wèn)題。時(shí)光回到50年代，此時(shí)正值的美國(guó)黃金歲月，越來(lái)越多的美國(guó)人擁有了自己的汽車(chē)，而他們也早已不滿足于“我在開(kāi)一臺(tái)四輪代步工具”這樣簡(jiǎn)單的想法，更多的人想要一臺(tái)“看上去就能起飛”的夢(mèng)幻機(jī)器。

　　這一次造型上的嘗試，讓美國(guó)設(shè)計(jì)成為了當(dāng)時(shí)的風(fēng)潮，一度引領(lǐng)全世界汽車(chē)設(shè)計(jì)語(yǔ)言。不過(guò)好景不長(zhǎng)，這套浮夸的設(shè)計(jì)讓當(dāng)時(shí)的美國(guó)車(chē)在尺寸和重量上都十分巨大，而與之相匹配的發(fā)動(dòng)機(jī)自然也是油老虎。在石油危機(jī)之后，曾經(jīng)風(fēng)靡一時(shí)的“美式大火箭”也一度銷(xiāo)聲匿跡了，更加小巧實(shí)用的日本車(chē)開(kāi)始占領(lǐng)美國(guó)市場(chǎng)。

● 再次引入“航空器概念”其實(shí)是為了空氣動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)

　　起初空氣動(dòng)力學(xué)主要的研究方向集中在航空器等開(kāi)發(fā)方面，汽車(chē)的空氣動(dòng)力學(xué)設(shè)計(jì)并未受到十分重視。而在航空器等領(lǐng)域的開(kāi)發(fā)過(guò)程當(dāng)中，如何測(cè)算與分析其空氣動(dòng)力學(xué)特性，成為了當(dāng)時(shí)比較棘手的一個(gè)問(wèn)題。

● 如何讓汽車(chē)具備空氣動(dòng)力學(xué)優(yōu)化設(shè)計(jì)？

　　那么在汽車(chē)領(lǐng)域呢？由于技術(shù)的極大進(jìn)步，現(xiàn)在的汽車(chē)設(shè)計(jì)時(shí)速已經(jīng)遠(yuǎn)高于幾十年前的水平，如何繼續(xù)突破極限成為了各大車(chē)企所關(guān)注的一個(gè)重點(diǎn)。除了提高發(fā)動(dòng)機(jī)、變速箱等機(jī)械與電子方面的技術(shù)之外，車(chē)身設(shè)計(jì)又一次被很多車(chē)企重新重視起來(lái)。既然現(xiàn)在的車(chē)跑得越來(lái)越快了，那么在高速情況下如何實(shí)現(xiàn)低風(fēng)阻和高下壓力成為了很多車(chē)企關(guān)注的重點(diǎn)。

　　可能有人會(huì)質(zhì)疑：費(fèi)盡心思去優(yōu)化空氣動(dòng)力學(xué)，還不如去多開(kāi)發(fā)新技術(shù)，減減重什么的來(lái)得效果更明顯。其實(shí)這樣的觀念也并不無(wú)道理，一臺(tái)車(chē)的優(yōu)化是多方面因素所要考量的，但為何在這里要說(shuō)到空氣動(dòng)力學(xué)的重要性呢？由于風(fēng)阻與車(chē)速之間成2次方倍數(shù)增長(zhǎng)關(guān)系，故在車(chē)速較高的情況下，一臺(tái)車(chē)的阻力主要影響因素勢(shì)必是風(fēng)阻，也就是說(shuō)，改善風(fēng)阻對(duì)于車(chē)輛在高速情況下的整體性能優(yōu)化是至關(guān)重要的，例如在高速情況下的風(fēng)噪、車(chē)輛操控穩(wěn)定性與經(jīng)濟(jì)性等方面，風(fēng)阻都會(huì)成為主要影響因素。

　　也就是說(shuō)，優(yōu)化風(fēng)阻就等同于優(yōu)化車(chē)身造型，而若你了解空氣動(dòng)力學(xué)的話，你應(yīng)該會(huì)注意到一個(gè)問(wèn)題：這樣的優(yōu)化是通過(guò)大量實(shí)驗(yàn)和模擬計(jì)算實(shí)現(xiàn)的。為何這樣的優(yōu)化沒(méi)有一套通用的理論公式什么的去支持呢？這是因?yàn)樵诂F(xiàn)階段，空氣動(dòng)力學(xué)尚屬于依賴于經(jīng)驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)所實(shí)現(xiàn)的學(xué)科，對(duì)于空氣動(dòng)力學(xué)的研究還沒(méi)有一套非常萬(wàn)能的函數(shù)去優(yōu)化，只能通過(guò)模擬計(jì)算和風(fēng)洞試驗(yàn)和經(jīng)驗(yàn)來(lái)完成一步步嘗試與改進(jìn)，從而優(yōu)化空氣動(dòng)力學(xué)設(shè)計(jì)。（欲詳細(xì)了解空氣動(dòng)力學(xué)？猛戳鏈接：圖說(shuō)空氣動(dòng)力學(xué)設(shè)計(jì)）

　　讓我們把目光投回國(guó)內(nèi)，現(xiàn)階段國(guó)內(nèi)已經(jīng)建成的整車(chē)風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)室有兩家——位于上海同濟(jì)大學(xué)的上海地面交通工具風(fēng)洞中心和位于徐水的長(zhǎng)城研發(fā)中心。一個(gè)風(fēng)洞的建成需要非常多的資源，甚至于因?yàn)槠滹L(fēng)機(jī)需要的功率很大，比如同濟(jì)的這一風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)室，上海還為其專(zhuān)供了一條供電線路，以保證這個(gè)風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)室正常運(yùn)轉(zhuǎn)。據(jù)江淮官方聲稱(chēng)，同濟(jì)風(fēng)洞現(xiàn)階段參與整車(chē)風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)的中國(guó)品牌僅有江淮一家。

　　將之前設(shè)想的多種參數(shù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，再一步步選取或優(yōu)化其空氣動(dòng)力學(xué)設(shè)計(jì)，這就是風(fēng)洞所要做的事情。其實(shí)這個(gè)風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)室并非供給某一企業(yè)與學(xué)校，而是面向所有車(chē)企所開(kāi)放，但由于現(xiàn)階段而言，風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)單次成本過(guò)高，故很多車(chē)企并不希望通過(guò)風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)對(duì)其車(chē)輛風(fēng)阻系數(shù)進(jìn)行調(diào)整，僅通過(guò)模擬仿真運(yùn)算進(jìn)行大概估計(jì)，并得出一些結(jié)論。

　　從以上結(jié)果來(lái)看，其實(shí)模型風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)結(jié)果與實(shí)車(chē)還是有著一定差距的，并且這種差距在工程設(shè)計(jì)領(lǐng)域并非小數(shù)量級(jí)，從中我們能夠看出空氣動(dòng)力學(xué)在現(xiàn)階段而言還是有一定“玄學(xué)”色彩的，而這也是未來(lái)空氣動(dòng)力學(xué)上突破的關(guān)鍵，如何做好空氣動(dòng)力學(xué)優(yōu)化工作，將極有可能成為未來(lái)車(chē)企所要競(jìng)爭(zhēng)的關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)。

編輯點(diǎn)評(píng)：

　　在參觀了現(xiàn)階段國(guó)內(nèi)第一家整車(chē)風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)室之后，我不禁感慨幾何，想起曾經(jīng)大學(xué)導(dǎo)師的一席話：出國(guó)之后，千萬(wàn)別說(shuō)自己很懂空氣動(dòng)力學(xué)，這是一門(mén)“玄學(xué)”學(xué)科，靠經(jīng)驗(yàn)大于理論的一門(mén)知識(shí)。確實(shí)，在我看來(lái)，國(guó)內(nèi)車(chē)企似乎還沒(méi)有十分重視這一領(lǐng)域，而這一領(lǐng)域，其實(shí)早已是很多大廠所非常重視的一個(gè)方向，究竟我國(guó)車(chē)企將如何對(duì)待這一源于航空器實(shí)驗(yàn)的未來(lái)方向？我希望能有更多的企業(yè)逐步對(duì)空氣動(dòng)力學(xué)重視起來(lái)，為自己的明天打下基礎(chǔ)。（文/圖 汽車(chē)之家 舒寧）

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