[汽車之家 技術] 在汽車誕生至今的百年歷史當中，伴隨著汽車成長的飛機等航空器其實也在無時無刻不影響著汽車的發展。比如我們時下正流行的“帶T”發動機，其渦輪就來源于飛機技術。除此之外，想必汽車受到航空器影響最大的就是這個外觀了，從60年代的美國設計到如今的空氣動力學，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，其實在實驗手段上，他們之間也有著很多交集，那么今天，讓我來告訴你如何讓一臺車進行“航空器實驗”，為你揭秘風洞試驗與空氣動力學的故事。
● 每一臺汽車都曾有過航空器的夢
說到汽車的飛行夢，想必很多人同我小時候一樣，曾幻想過汽車能夠上天翱翔，事實上，不僅是我們，遠在大洋彼岸的美國人也曾在二戰之后想過同樣的問題。時光回到50年代，此時正值的美國黃金歲月，越來越多的美國人擁有了自己的汽車，而他們也早已不滿足于“我在開一臺四輪代步工具”這樣簡單的想法，更多的人想要一臺“看上去就能起飛”的夢幻機器。
這一次造型上的嘗試，讓美國設計成為了當時的風潮，一度引領全世界汽車設計語言。不過好景不長，這套浮夸的設計讓當時的美國車在尺寸和重量上都十分巨大，而與之相匹配的發動機自然也是油老虎。在石油危機之后，曾經風靡一時的“美式大火箭”也一度銷聲匿跡了，更加小巧實用的日本車開始占領美國市場。
● 再次引入“航空器概念”其實是為了空氣動力學實驗
起初空氣動力學主要的研究方向集中在航空器等開發方面，汽車的空氣動力學設計并未受到十分重視。而在航空器等領域的開發過程當中，如何測算與分析其空氣動力學特性，成為了當時比較棘手的一個問題。
● 如何讓汽車具備空氣動力學優化設計？
那么在汽車領域呢？由于技術的極大進步，現在的汽車設計時速已經遠高于幾十年前的水平，如何繼續突破極限成為了各大車企所關注的一個重點。除了提高發動機、變速箱等機械與電子方面的技術之外，車身設計又一次被很多車企重新重視起來。既然現在的車跑得越來越快了，那么在高速情況下如何實現低風阻和高下壓力成為了很多車企關注的重點。
可能有人會質疑：費盡心思去優化空氣動力學，還不如去多開發新技術，減減重什么的來得效果更明顯。其實這樣的觀念也并不無道理，一臺車的優化是多方面因素所要考量的，但為何在這里要說到空氣動力學的重要性呢？由于風阻與車速之間成2次方倍數增長關系，故在車速較高的情況下，一臺車的阻力主要影響因素勢必是風阻，也就是說，改善風阻對于車輛在高速情況下的整體性能優化是至關重要的，例如在高速情況下的風噪、車輛操控穩定性與經濟性等方面，風阻都會成為主要影響因素。
也就是說，優化風阻就等同于優化車身造型，而若你了解空氣動力學的話，你應該會注意到一個問題：這樣的優化是通過大量實驗和模擬計算實現的。為何這樣的優化沒有一套通用的理論公式什么的去支持呢？這是因為在現階段，空氣動力學尚屬于依賴于經驗和實驗所實現的學科，對于空氣動力學的研究還沒有一套非常萬能的函數去優化，只能通過模擬計算和風洞試驗和經驗來完成一步步嘗試與改進，從而優化空氣動力學設計。（欲詳細了解空氣動力學？猛戳鏈接：圖說空氣動力學設計）
讓我們把目光投回國內，現階段國內已經建成的整車風洞實驗室有兩家——位于上海同濟大學的上海地面交通工具風洞中心和位于徐水的長城研發中心。一個風洞的建成需要非常多的資源，甚至于因為其風機需要的功率很大，比如同濟的這一風洞實驗室，上海還為其專供了一條供電線路，以保證這個風洞實驗室正常運轉。據江淮官方聲稱，同濟風洞現階段參與整車風洞實驗的中國品牌僅有江淮一家。
將之前設想的多種參數進行實驗，再一步步選取或優化其空氣動力學設計，這就是風洞所要做的事情。其實這個風洞實驗室并非供給某一企業與學校，而是面向所有車企所開放，但由于現階段而言，風洞實驗單次成本過高，故很多車企并不希望通過風洞實驗對其車輛風阻系數進行調整，僅通過模擬仿真運算進行大概估計，并得出一些結論。
從以上結果來看，其實模型風洞實驗結果與實車還是有著一定差距的，并且這種差距在工程設計領域并非小數量級，從中我們能夠看出空氣動力學在現階段而言還是有一定“玄學”色彩的，而這也是未來空氣動力學上突破的關鍵，如何做好空氣動力學優化工作，將極有可能成為未來車企所要競爭的關鍵技術指標。
編輯點評：
在參觀了現階段國內第一家整車風洞實驗室之后，我不禁感慨幾何，想起曾經大學導師的一席話：出國之后，千萬別說自己很懂空氣動力學，這是一門“玄學”學科，靠經驗大于理論的一門知識。確實，在我看來，國內車企似乎還沒有十分重視這一領域，而這一領域，其實早已是很多大廠所非常重視的一個方向，究竟我國車企將如何對待這一源于航空器實驗的未來方向？我希望能有更多的企業逐步對空氣動力學重視起來，為自己的明天打下基礎。（文/圖 汽車之家 舒寧）
