优化空气动力学 通用风洞实验室简介

  　　 在2014北美车展期间，我们造访了通用位于底特律沃伦研发中心的风洞实验室，该实验室成立于1980年8月，具备空气动力学外型开发、冷却气流优化、风噪控制等多项测试能力，这其中以优化空气动力学为主。

  　　由于受到时间和条件的影响，此次参观的过程并未被允许拍照，因此全文图片均来自于官方和网络，还请大家见谅。

  ● 通用北美风洞实验室位置：美国沃伦

  　　通用北美风洞实验室位于美国密歇根州的沃伦城市，它与底特律城相邻，是底特律郊外住宅及工业城市。1955年建成后发展迅速，除了是重要的汽车制造中心外，还生产钢材、电气器材和机床等。

  ● 通用风洞实验室作用：研究及测试汽车车身空气动力学性能

  　　简单地说，风洞实验室是用来研究汽车车身空气动力学性能的地方，它如同一把标尺，通过风洞测试，研究人员能对一款车的外形设计在空气动力学表现方面是否合理给予结论，把感性设计转变为理性设计。举例来说，一款车的外后视镜、扰流板、甚至车身线条都不是天马行空的设计而来，它们均符合空气动力学设计。

  　　风洞实验室通常会有一条小型隧道或管道，里面利用一枚甚至几枚巨型扇叶产生气流。测试人员通过风洞中产生的气流，利用仪器或传感器测量汽车的风阻，风阻系数越小，说明车辆受空气阻力影响越小。风洞实验由飞机制造业最先应用，从上世纪60年代起，世界各大汽车公司和有关机构先后成立自己的风洞实验室。

  ● 风洞实验种类：分为模型实验和全尺寸实验

  　　为了降低实验成本以及获得更加精准的测试数据，北美通用风洞实验室首先采用尺寸更小的汽车模型进行实验，从而确定车身未来的整体线条，之后才会用全尺寸的车型进行最终测试，因为模型毕竟与全尺寸样车还有一定差距，例如车身底部、轮拱内侧等部位，这些区别导致了小尺寸模型与全尺寸样车在数据结果上的明显区别。据我们了解，汽车全尺寸样车在风洞内的测试项目主要包括样车的风阻系数测试、空气流过车身各部位的状况、行驶稳定性测试等。

  『上图来源为网络』

  ● 风洞实验室测试区最大风速：222公里/小时

  　　下图中巨型风扇是通用北美风洞实验室用来进行测试的主要机构之一，该风扇配备了最大功率能够达到4500马力的变速直流电机，可以为空间为21.7米测试区提供风力，测试区最大风速能够达到222公里/小时。这里需要大家注意的是，最大风速的极限风速并不是决定实验室测试能力的最主要因素，并不是测试速度越高就越好，除了要结合车辆稳定性、燃油经济性、降噪性、安全性各方面外，还要结合产品实际特性制定标准，也就是说，有些车辆本身的极限速度超过风洞实验室的最大风速也在合理范畴。从实际产品来看，通用风洞实验室222公里/小时的最大风速能力可以为旗下全部汽车产品进行空气动力学表现的测试。另据我们了解，沃尔沃风洞实验室最大风速是250公里/小时，而宝马则为300公里/小时。

  ● 风道设计方式：采用风道闭环回流设计

  　　通用北美风洞实验室采用风道闭环回流设计，其中心线长度为301米，最大横截面14.6米×，空气容积为57000立方米。为了能够对风流实施有效监测，实验室的风道结构为钢筋混凝土，最小厚度为0.5米，采用声处理结构，混凝土总重约15000立方米。

  编者总结：

  　　随着汽车最高时速的不断提高，自1960年起，风洞实验在汽车设计领域越发受到重视，如今已经成为汽车设计制造过程中必不可少的测试步骤。很多厂商在风洞实验的帮助下，已经设计出不少动感外形兼顾空气动力学设计的车型；更为重要的是，它时时考量着一款车型外观设计的合理性，使其在拥有完美曲线的同时保证车辆在行驶中的稳定性、降噪能力和燃油经济性。据研究数据显示，风阻系数每降低10%，实际油耗就可降低2.5%。由此可见，一款汽车产品在“出世”之前的风洞实验测试对于厂商、消费者都是十分重要的。