[汽車之家 技術(shù)] 我們生活的地球擁有復雜多變的氣候現(xiàn)象，站在汽車工程師的角度來看，百變甚至極端的氣候卻給一款新車的開發(fā)帶來了諸多難以預(yù)料的問題。如果有一種設(shè)備能把地球上的各種氣候都模擬出來，那將給新車研發(fā)節(jié)省大量路試的時間。近日，上海泛亞汽車技術(shù)中心總投資1.8億元人民幣建設(shè)的熱力學風洞(或稱氣候風洞)正式投入使用（詳細報道點擊這里），它就是幫助工程師們解決這個問題的。
一款新車在開發(fā)階段就必須考慮到它可能會遇到的各種氣候現(xiàn)象，所以需要將車輛放在相應(yīng)的地方進行可靠性試驗，但是這就有些靠天吃飯的意味了。我們所需要的氣候條件往往并不由人的意志為轉(zhuǎn)移，那么可以通過建立一個類似地球的小環(huán)境來模擬現(xiàn)實情況下車輛可能會遇到的各種天氣狀況，而這種人造地球環(huán)境就是所謂的熱力學風洞。
● 與空氣動力學風洞的區(qū)別
相信很多人都聽說過風洞，而根據(jù)試驗對象以及用途的不同，風洞也分很多種，最常見的則是動力學風洞，它主要用來設(shè)計、優(yōu)化飛行器、導彈、航天器的外部造型，在動力學風洞中能夠模擬出這些物體在高速運動下可能出現(xiàn)的狀況。
對于汽車廠商來說，空氣動力學風洞對車身外形的開發(fā)也有著重要的作用，特別是一些超跑制造商。通常工程人員會先制成1:1的汽車油泥模型，然后在風洞中進行試驗，通過風洞內(nèi)產(chǎn)生的強大氣流吹過車身表面來觀察氣體的流動是否符合設(shè)計上的需求，然后再對細節(jié)進行修改使風阻系數(shù)達到要求。
當然建造一個可以放進1：1汽車模型規(guī)模的風洞的價格也是不菲，往往達到數(shù)億美元甚至更多，而且每做一次風洞試驗的費用也是相當大的。
熱力學風洞則是另外一個名詞，它的主要用途是模擬車輛在實際情況中遭遇到的各種路況、氣候環(huán)境的改變，它可以模擬雨雪天氣、不同的濕度和溫度環(huán)境等。然而空氣動力學風洞則不需要這些，它只需要吹風，這也是二者最大的區(qū)別。
●風機重40噸 最大風速250km/h
這座熱力學風洞坐落于上海泛亞汽車技術(shù)中心，建筑內(nèi)設(shè)有主試驗艙、預(yù)試驗艙、風機、風道、冷卻/加熱系統(tǒng)、底盤測功機、日照模擬/雨雪模擬系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)等。
風洞內(nèi)的核心部件風機的重量為40噸，最大轉(zhuǎn)速708rpm，雖然轉(zhuǎn)速不高，但由于風扇直徑有3.6米，所以在全速狀態(tài)下配合風道的設(shè)計，最終在出風口可以產(chǎn)生時速為250km/h的風，而此時電機的功率為1500kW。
要想產(chǎn)生高質(zhì)量且可控的風，風道的設(shè)計是頗有講究的。從側(cè)面看去，整個風道采用了“回”字形的結(jié)構(gòu)，重量達到了70噸，這種垂直布置的的方式使風道的上下落差達到了9米。位于建筑第3層的風機吹出的風會通過一段漫長的風道到達位于一層的風道擴張段，它的作用主要是讓氣流在這里得到緩沖、整流，然后經(jīng)過收縮段最終從一個7平方米的出風口快速吹向主試驗艙。
風從風機到出風口有很長的一段距離，所以當風機轉(zhuǎn)速發(fā)生變化后，出風口的風速必然會有延遲，但這個延遲性被控制在5秒之內(nèi)。出風口的面積為7平方米，實際上它可以縮小為5平方米，通過調(diào)整出風口的面積，可以將風道中的最高風速立刻從200km/h提升到250km/h。這種對風道設(shè)計的“斤斤計較”確保了各項試驗更加接近或等同真實情況。
