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雷蒙德罗维_速度的追求没有止境!100年时间人类将速度翻了50倍(人类对速度的追求)

放大字体  缩小字体 发布日期:2022-07-03 00:57:41    作者:life    浏览次数:5327    评论:0
导读

人类从未停止过对速度的追求 驾驶战机风驰电掣是很多军迷的梦想,在人类追求速度的历史上,不断有新一代的武器刷新速度记录,目前有人驾驶飞行器已经突破了6.72马赫。但其实,人类为了实现这一速度,走了很长一段路,而助力人类加速前进的,就是空气动力

人类从未停止过对速度的追求

驾驶战机风驰电掣是很多军迷的梦想,在人类追求速度的历史上,不断有新一代的武器刷新速度记录,目前有人驾驶飞行器已经突破了6.72马赫。但其实,人类为了实现这一速度,走了很长一段路,而助力人类加速前进的,就是空气动力学

在人类研究飞机的历史上,很长一段时间内根本没有意识到什么是空气动力学,不知道如何产生升力,因此也出现了很多脑洞大开的飞行创意,但显然这些创意没什么卵用,很多发明家也死在了自己的发明之下。

▲飞机发明之前,先驱们的脑洞让我们折服

后来,科学家伯努利从鸟类的翅膀上学会了飞行关键在于翅膀的形状,气流流过翅膀上表面的速度比流过下表面的速度快,导致下翼面受到的向上的气流压力大于上翼面受到的向下的气流压力,压力差就是升力,这就是经典的伯努利定律。

▲机翼是靠上下压力差产生升力的

明白了原理自然就好说了,很快,莱特兄弟了发明飞机,并很快便被应用于军事领域。

▲莱特兄弟开创了人类迈向天空的新纪元

随后,第一次世界大战的爆发,军事需求大大促进了航空工业的发展,大批战斗机被研制出来,来自天空的打击让一战的堑壕不再安全。

但在当时没有完善的空气动力学理论,也没有靠谱的风洞,翼型设计的升力效率也不太高,特别是机体设计更是简单粗暴。

▲这个丑八怪在当时也是高科技

就算大名鼎鼎的三翼福克Dr-1战斗机,其机体截面甚至是方形的,简直就是个木头箱子,风阻巨大,能飞得快才叫见了鬼。

▲红男爵的福克战斗机也才180公里/小时

还没直升机飞得快

到了二战时期,战争将螺旋桨战斗机的发展推上了顶峰。在气动设计方面,普遍应用了低速空气动力学的研究成果,采用了流线型设计,从外观看得出来相比一战战斗机,机体圆润了许多,因此飞行速度得以越来越快。

▲伦敦上空的鹰,喷火战斗机

外形已经非常流线型了

在二战后期喷气机出现之前,螺旋桨战斗机的速度达到了700多千米/小时,已经是一战战斗机的数倍,除了发动机的进步,优秀的流线型气动设计功不可没。

▲流线型机体打造的空中霸主P51

二战后到今天,是喷气机的黄金时代,超音速风洞陆续建立,帮助空气动力学迎来了大发展,大批研究成果应用于飞机,最终推动人类进入了3马赫时代,最高甚至超过了6.72马赫,超过一战时期飞机速度近50倍!

▲X-15堪称空气动力学的顶尖之作

是人类最快的载人飞行器

科技往往首先应用于军事,而后向民用领域拓展,在追求速度的过程中,除了飞机,汽车的设计也是如此。

▲一战时期的法军打出租车上前线战场

3000名士兵的路费花了280万

自汽车发明以来,人们逐渐发现,车身要克服最大阻力就是风阻,当汽车时速达到120公里 时,75%动力都要用于克服风阻。因此汽车的造型设计不断在改变,目的就是不断减小风阻,取得更快速度。

▲F1赛车可以说是减阻的极致了

早期的汽车和早期的飞机一样,基本对什么空气动力学没有概念,基本上就是在一辆马车上安装一个内燃机,被称为箱型设计,但这种方方正正的造型,受到空气阻力大大妨碍了汽车前进的速度,当时最快的箱型汽车风阻系数都在0.8左右。

▲垂直的进气格栅和垂直的玻璃

说明压根没考虑空气动力学

随着对车辆速度的追求,人们也开始逐渐意识到空气阻力也是影响车速的一个重要因素,于是人们开始在车辆外形上打主意。

20世纪30年代初,雷蒙德·罗维设计出了纺锤一样的流线型的汽车,加快了车速,减少了燃料的消耗,但实在太丑了,也并不实用。

▲搞出来的是这么个玩意

为了兼顾外形与功能,人们又陆续设计出了船型、鱼型和楔形汽车,风阻也从箱型车身的0.8再到船型车身的0.45再到楔型车身的0.35。每降低0.1,起码要耗费行业发展十年时间。

▲风洞是汽车设计的好助手

直到把风洞引入汽车外形设计之后,人们总算对影响汽车速度的空气动力理论有了一个完整的认识。那么,到底是什么在影响汽车速度呢?

第一当然是车身形状

正如前文所说,回顾汽车的发展史,可以明显地看出汽车外型逐渐由方正变得圆润,圆润的外形符合空气动力学和流体力学,保证汽车高速状态下少受阻力影响。



▲直线加速赛车为了减阻外形也是非常圆润的

第二是底盘设计

大家都知道,水在光滑曲面上的流动会比有凹凸起伏的表面上的流动更流畅。而很多厂商在设计汽车外形时候,往往注重看得见的车体上部,而忽视了底盘设计,乱七八糟的机件堆积在底盘上,空气在流过时很容易产生涡流,造成巨大阻力和升力。

▲两款进口车凌乱的底盘

第三就是涡流了

涡流的情况比较复杂,很难用一两句话解释清楚,简单地说,汽车在驶过空气时,车身四周会产生气流,当汽车驶过,气流失去方向之后,就不可避免的形成了一个尾随汽车尾部的涡流。

▲驶过尘土路面的时候就可以到涡流

涡流区的气压很小,速度快的时候甚至会产生真空区,前方气压大后方气压小,就会产生阻力,相当于有一只无形的手在向后拽着你的车。

▲蓝色部分为涡流

因此,汽车屁股收尾处的横断面积越小,涡流也就越小。这就是为啥两厢轿车和SUV的风阻普遍比三厢轿车大的原因。

▲涡流大小与尾部大小有关

为了减小涡流,人们就需要想办法把涡流打散,常见的手段就是加装扰流板,比如尾翼,不但可以减小阻力,还可以减少车辆尾部的升力,避免后轮抓地力减小以及高速稳定性变差。

▲赛车和超跑拥有尾翼或可升降尾翼系统

当然家用轿车没必要这么搞这么复杂

知道了造成车阻力的根源,汽车厂商就可以在设计时有针对性地进行优化设计,从而设计出了一批经典车型,领克03+就是其中的优秀代表之一。

大家都知道,领克是由吉利控股集团、吉利汽车集团与沃尔沃汽车合资成立的新品牌,作为一个全新的品牌,领克的研发团队在设计之初便对运动性有着更高要求,因此在外观方面设计了更加符合空气动力学的流线车身!

领克03+主要是增加了全车的运动包围,包括可供选装的碳纤维前唇、前格栅、双色密辐式轮圈、车尾底部扩散器、碳纤维后扰流板等。采用了“驭风圆角”低趴前车头,车辆行驶当中减少车辆风阻。而溜背式车顶以及俯冲式车尾,也可大大减小尾部涡流区,还让领克03+颇有轿跑范儿。

为了减阻,领克03+安装了平整底盘护板,可以让气流更快更顺畅流过车底,从而减小上升力,增大车轮抓地力,保证车辆有很好的操控性,不会发“飘”。

领克03+将扰流设计融入进了车身设计当中,最显眼的就是设计了“风刃”前保气帘和前轮扰流板套件,使高速气流紧贴车轮运动,减小车轮侧涡流。

车身中后部,领克03+也进行了一系列的扰流设计,包括低风阻侧裙、“风蚀棱线”扰流后盖,碳纤维运动尾翼,尾灯分流棱线和尾部扩散器等,这些个运动元素满满的部件,其主要作用就防止从前方、侧面、顶部过来的气流在车后形成涡流,造成阻力。

特别是碳纤维尾翼,不仅能让空气乖乖听话、为我所用,而且带来运动和速度的感觉,是其光滑溜背造型下的画龙点睛之笔。

这一系列的优秀设计,再经过优化调整,终将领克03+的风阻系数降到了0.28(轿车般在0.3)。这个0.28是什么概念呢?大家对比一下下面这个图就能看出来了。

那么如此低的风阻系数除了开得快,对消费者有什么好处呢?好处可大了,在油价高企的今天,降低风阻系数可以大大减小油耗!



▲风阻系数越低越省油

与风阻系数为0.3的轿车相比,领克03+在时速120情况下,每百公里降低油耗约0.4L,节省约3.1元,行驶1万公里,约可以省下1550元,非常适合军武菌这样价格敏感型(qiong)的消费者。

空气动力学是一门驭风的艺术,是科技的结晶,以往我们只能在国外性能车上见到,不过此次空气动力学打造的国内首款性能车领克03+的到来,却迈出了中国性能车的第一步。领克03+不是简单的升级,是而一个从各方面性能来说都比较完整的性能车,可满足这个价位消费者对于一辆好车的各方面的需求。

对大多数人来说,我们所开过的车,很难体验到赛车所带来的血脉喷张与激情四射,但这并不代表我们放弃了对速度与激情的渴望,在无数个梦中我们都体验过风驰电掣的快感。而领克03+,却打破了“中国无性能车”的魔咒,将为那些追求极致性能的热血玩家,为实现儿时性能车梦想,带来高价值的用车体验。

领克03+,不但代表着更纯粹的领克精神的回归,也重新诠释了对中国高端品牌的定义。不论在品牌含金量还是产品美誉度上,领克所打造的高端品牌标签正在被广大消费者接受。领克03+希望以汽车行业新物种的身份,代表中国汽车工业,以最高的水准,走向世界舞台,为全球用户提供越级的产品体验,持续改变出行。

 
关键词: 雷蒙德罗维
(文/life)
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