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在刚刚结束不久的古德伍德速度节上,除了庆祝成立50周年的宝马M部门,以及各种首次登场的人气新车之外,最引人注意的莫过于一款名为McMurtry

Speirling的“作坊跑车”。



这款长相清奇,只能坐下一个人的小家伙竟在古德伍德爬山赛上一骑绝尘,以39.08秒的成绩轻松刷掉了此前大众ID.R赛车创下的纪录,成为古德伍德爬山赛有史以来最快的车。



而让这台小车做出如此惊人成绩的,是因为它有3台电机。

这三台电机中的两台组成了动力系统,可合共输出1000匹马力;而剩下的那台电机不作驱动之用,也不是用来给电池发电;它的工作比较特殊——带动大风扇。



McMurtry Speirling的车体内隐藏着两台风扇,专门用于制造下压力。


其原理就是将车底的空气抽出,使底盘区域形成低压区,利用空气压力差将车辆紧紧压在地面上;根据官方数据,这台小家伙哪怕是停在那里,全速工作的风扇也能让它获得高达2吨的空气下压力,跑起来之后随着车身外围的空气动力设计发挥作用,综合下压力甚至更强。



这种黑科技曾被应用于布拉汉姆BT46-B赛车,但很快被禁用;如今McMurtry Speirling利用相似的原理轻松打破古德伍德爬山赛纪录,也算是对这种黑科技强大实力的再次展示。



不过有的小伙伴可能会说:这东西咱们平时又用不着,下压力那是高性能跑车考虑的事情,而且也是赛道上才用得上的东西,跟咱有啥关系?



但教授想说的是,不仅McMurtry Speirling不起眼的外壳里藏着这样的空气动力黑科技,其实空气动力学这种东西,在我们平时开的车身上也有很多应用!


后视镜鳍片

 

首先就是现在有的车型会在后视镜外壳或A柱根部的三角形塑料覆盖件上设计一些条状凸起物,称作后视镜绕流鳍片。



这些小东西看上去似乎只是造型点缀,但实际上它们在空气动力设计层面有着非常重要的作用。



这些小凸起的正式名称是“涡流发生器”,最早被应用于飞机身上,本质上是一系列微型“机翼”,依靠产生翼尖涡流迫使车身周边的气流紧贴车身流动,从而实现减少乱流,降低阻力的作用。



比如飞机发动机外壳上的这个小翼片就是涡流发生器,在进行大仰角飞行时能够通过产生涡流诱导更多气流贴近机翼上表面,以避免因发动机后方机翼在大仰角飞行(主要是起飞、爬升)时气流分离而导致的部分失速。



同理,在后视镜区域使用涡流发生器能够非常有效地降低后视镜“风阻大”的老难题。

通过涡流诱导气流紧贴侧窗流动,能够减少此区域产生的乱流;而类似的设计也同样能在车身其他部位见到,鲨鱼鳍天线就是一个很好的例子。



另外,还有一个更能让我们直观感知到的好处就是理顺了后视镜周边的气流之后,因乱流产生的噪音也会随之减少,对于降低高速行驶时A柱部分产生的风噪也有着重要的作用。



大溜背造型

 

再有就是目前非常流行的大溜背造型了,今时今日无论是哪种车型都偏好采用溜背设计,从SUV到轿车无一例外。


有很多人将其归结于年轻群体对运动感的喜爱,认为溜背是与“跑车”、“速度”紧密联系起来的。



这个观点本身是完全正确的,但在追求运动化视觉感受的同时,溜背也在空气动力层面发挥着非常重要的作用。



因为溜背造型源于大名鼎鼎的流线体设计,而流线体也是流体力学中非常重要的组成部分。


而关于流线体的原理,虽说理论上难以简单陈述,但大概说来就是在面对气流的时候,前钝后锐的不规则椭圆形物体会受到更小的阻力,因为气体会紧贴着物体表面流动,仅在物体尾部的尖锐处形成少许乱流。



如果这个椭圆体被拉得更长,那么它周边的气流会被梳理得更加流畅,乱流自然也更小。由于需要克服水的巨大阻力,船只的底部用的就是非常典型的流线体造型。



在普通的三厢轿车造型中,因为车里C柱与尾厢之间存在一个阶梯造型,因此车顶的气流往往会在车顶末端与尾厢盖之间的区域形成乱流,导致风阻增加。



而用上溜背造型之后,车身上半部将会更接近流线体造型,尾部乱流将会大幅减少,车辆在高速行驶时受到的阻力更低,自然可以实现降低能耗以及改善高速行驶稳定性的效果。



奔驰的纯电动旗舰EQS之所以能够实现量产轿车最低的风阻系数,就是得益于完全以流线体原理作为依据的弓形车身。



底盘护板

 

哪怕是在车底,大家其实都能发现许多与空气动力有关的细节,而最显著的当属底盘护板。


一般来说,大家印象中的底盘护板用途就是保护底盘裸露的各种管线、排气等部件,在磕底、碎石击打、污水飞溅等情况中确保这些重要部件的安全。



但在提供保护作用的同时,底盘护板也让车底变得更加平整。


在几十年前就有车厂明确指出,当时汽车风阻太高的一个很重要原因就是底盘不平整;外露甚至严重突出的油底壳、油箱、排气管等让底盘变得凹凸不平,也成为了底部气流需要克服的大量障碍物。



后来,跑车、性能车开始重视底盘平整度,使用护板将底盘封闭起来,以实现减低风阻的作用。


而在平整的底盘基础上,这些跑车、性能车们也能在底盘部分玩更多的花样,通过在底部加装导流片和大尺寸扩散器,引导气流帮助刹车散热或在高速行驶时提供更多的空气下压力。



任何车型,哪怕是SUV、MPC这样的大块头,要想跑得又快又稳,都得在底盘平整度方面下功夫。比如性能超强的奥迪RS Q8,它的底盘就做得非常平整,由多块底盘护板覆盖,甚至连悬挂下摆臂都做了针对空气动力的优化。



而在普通买菜车身上,随着纯电动力系统的普及,底盘区域不再需要安装复杂的排气管和中央传动轴,取而代之的是一整块的动力电池包;这种技术变化也让平整的底盘变得越来越常见。



这样看来,这些平时没有注意到的设计,实际上都能有着很大的用处;但要想让它们真正发挥作用可不是一件简单的事情。


就比方说改装爱好者非常喜爱的大尾翼,从理论角度看确实能够在高速行驶时为车辆提供更多的下压力。



但在自行加装大尾翼之后,这大尾翼能够提供的下压力数值是不明确的,尾翼处空气下压力的作用方向亦是不可知的;因为严谨的空气动力设计需要结合整车情况进行分析,往往是需要经过一系列严谨且复杂的计算才能设计出合适的尺寸、翼片角度以及高度的。



倘若未经严谨计算设计便自行加装一个大尾翼,由此带来的结果可能就是尾翼并不能提高下压力,而是只增加了空气阻力,甚至可能会因翼片角度不对而形成反效果——产生上升力。



即便大尾翼真的为爱车提供了丰富的下压力,若是没有对整车的空气动力进行整体优化,导致前后下压力不平衡,压力集中于后轴,也可能导致在一定速度以上行驶时前轮抓地力减弱,让操控性变差,甚至让车辆变得更危险。



因此空气动力这玩意儿始终还是非常严谨的科学,咱们作为普通驾驶者,还是把这活交给各大车厂的专业团队,自己就不必胡乱DIY了。

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