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谈谈汽车空气动力学那些事

2016-06-12 09:32:20 来源: 网易汽车综合 举报
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不知道大家有没有这种感觉,量产车也好,概念车也罢,虽然这些车造型迥异,风格多变,细节上更是让人眼花缭乱,但总有一些地方让人似曾相识,为什么呢?这是因为现代汽车的造型设计遵循空气动力学,换言之,汽车造型的大方向就是由它决定的。

网易汽车综合6月12日报道 北京车展过去一个多月了,巨大的人流量给人留下了深刻的印象,那么,嫌挤的车友们可以把目光聚焦在重庆车展上了。不过当今社会追求一个内涵品味,所以看车展也不能总看热闹,从今天开始,小编就给各位带来一些汽车方面的干货,好让您更透彻的看车。

不知道大家有没有这种感觉,量产车也好,概念车也罢,虽然这些车造型迥异,风格多变,细节上更是让人眼花缭乱,但总有一些地方让人似曾相识,为什么呢?这是因为现代汽车的造型设计遵循空气动力学,换言之,汽车造型的大方向就是由它决定的。

谈谈汽车空气动力学那些事

让时间的车轮转到19世纪末期。那个时候,汽车刚被发明不久,极低的车速让空气阻力根本无法显现,所以那个时候的汽车就是在马车车厢上加装发动机和操纵机构。随着时间的推移,到20世纪初慢慢演变成厢型车,代表就是福特T型车(1908年诞生)。T型车方头方脑的,估计您也猜到了——它一点儿都不关注空气阻力的影响。不过在此期间,科学界注意到了这个问题,因此在1899就有人按照空气动力学观点设计了最早的汽车,它像一个鱼雷,两头尖尖的。除了鱼雷形,还有飞艇形、水滴形,即便以今天的眼光看也非常科幻。

谈谈汽车空气动力学那些事

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可惜,上面的这些设计并没什么实质性作用,阻力依然很大,也仅仅比厢型车强些。因为那个时候人们没有意识到,车底的轮子对气流的影响,还有地面对气流的影响,所以想当然的应用这些基本流线型是行不通的。

真正的转机是在20世纪20年代以后,人们意识到地面效应的影响,把空气动力学理论应用在汽车上,使汽车外形设计取得巨大的进步,出现了气动阻力Cd为0.28的低阻汽车(1924的拉普勒)。这个时期的汽车的显著特点是,车身呈半水滴状,或者是两个半水滴的组合结构。这种类型的优秀代表是1937年问世的太拖拉87型(Cd为0.36,是当时世界上最快的轿车)。后来大名鼎鼎的甲壳虫就是以此为灵感设计的。看到这里,大家是不是被这些老家伙们优雅的流线给迷住了?嘿嘿,这就对了,因为不管是太脱拉还是甲壳虫,它们都属于流线型车。

一代经典太脱拉T87:

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后置的V8大心脏:

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国民经典甲壳虫:

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既然流线型车造型优雅,空气阻力也相对较小,为什么会被淘汰呢?因为流线型车有个很大的缺点,它阻力虽小,抗侧风能力却非常差。有不少这样的案例,甲壳虫汽车以较高速从隧道驶出时,会无缘无故突然翻车。探其原因发现,隧道出口处往往有较强侧风,这对高速行驶的甲壳虫是致命的危险。所以当人们发现问题后,就进入了船型车时代(20世纪50年代后)。

船型车,顾名思义,就是因为像小船得名。船型车风阻并不小,甚至和流线型车相比还有所倒退,但它最大的优点是高速行驶时抗侧风能力很好,而且这个时期发动机技术提高不少,带来的阻力增加不算是太大的问题,所以二战后船型车相当长一段时间风靡世界。今天的部分车仍然带有少量船型车的影子,比如雪佛兰科迈罗。

由于船型车尾部是直切下去的,会产生涡流,涡流会带来很大的阻力,所以使船型车的车尾倾斜便形成了鱼形车(快背式车)。鱼形车阻力是降低了,可惜把流线型车抗侧风能力差的缺点又找回来了,而且车尾强度很差,所以鱼形车很快就被淘汰了。

船型车:

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时间到了上世纪70年代,伟大的楔形车终于大量进入百姓家中,这种车把低阻力和抗侧风能力差这对矛盾给化解了,而且还是颜值担当!最典型的例子就是奥迪100三型,良好的高速稳定性,而且Cd值只有0.30!这种车的特征是:前低后高,C柱尾端与A柱首端大概有10~15CM的高度差,车体有上扬趋势,给人一种蓄势待发的感觉。正是因为这种优秀的设计,别看奥迪100三型方方正正的,但它比流线型的甲壳虫阻力小很多,抗侧风稳定性也好很多。楔形车的代表还有大众帕萨特、高尔夫以及宝马630CS,它们和当年的奥迪100三型相比进行了很多细部优化,显得更加流线化了,但仍然是前低后高的设计框架。

奥迪100:

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现在小编要奖励看到这里的铁粉读者,告诉大家一个很能体现汽车文化素养的技能:如何鉴别一台车是否是楔形车的后代!

学会就赶紧去车展识车吧!

谈谈汽车空气动力学那些事

出题考考大家:

谈谈汽车空气动力学那些事

那汽车造型以后的发展方向呢?

小编以为,今天的汽车在空气动力学领域可挖掘的潜力还很大,其他不说,仅仅后视镜的存在就导致整车阻力增加30%以上。后视镜这个“肿瘤”本身的阻力并不大,但却破坏了车体流场的完整性。大伙这次去车展多多关注概念车哦,你会发现它们大都没后视镜。

此外,和三十年的汽车相比,现代汽车在造型上还没有重大突破,主要是因为动力系统布置的限制,随着新能源汽车时代的到来,动力系统的布置更加灵活,或许我们以后不会再看见长长的机舱,这将为未来汽车的造型设计迎来新的发展契机。

谈谈汽车空气动力学那些事

到这里,我们已经对汽车的“外在美”应该有个大致的了解,下期小编将通过一幅汽车的爆炸拆解模型带大家了解一下汽车的“内在美”。

(本文转自网易订阅号平台车业杂谈,版权归车业杂谈所有,转载请注明作者及出处)

张媛 本文来源:网易汽车综合 作者:车业杂谈 责任编辑:张媛_NAB6669
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