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[多圖]世界最大汽車風洞揭秘

2015年09月10日 科學探秘-長篇 暫無評論 閱讀 390 次

據美國《連線》雜誌報道,9月16日是通用百年華誕。這個企業經歷了兩次世界大戰,也經歷了美國汽車工業最為興盛的時期,它通過兼併、收購等眾多方式一躍成為了全球最大的汽車企業,它的發展,幾乎就是一部美國汽車工業發展史。

  汽車設計遠比其外觀看上去複雜,需要下很大功夫。它們必須要經受住空氣動力學的考驗。氣流的科學之所以變得日趨重要,原因有兩個,一是汽車廠商正全力使其產品更節能,二是電池在推進系統中的角色越來越重要。


  空氣動力學設計方面的實驗最早可追溯至20世紀20年代和30年代,但直到70年代,汽車廠商才改變了之前輕視的態度,對這種實驗嚴肅起來。如今,大多數汽車廠商都選擇在風洞中開發新產品。美國通用汽車公司擁有業界最大的風洞,它每天24小時、每週7天不停運轉。


  1.環保型概念車雪佛蘭Volt在風洞中


世界最大汽車風洞揭秘(組圖)

環保型概念車雪佛蘭Volt在風洞中



  這張合成圖是通用環保型概念車雪佛蘭Volt在風洞中的模樣。轎車上面漂浮的氣體不是煙,而是一股丙二醇氣體。工程師利用這種材料去研究汽車在風洞中上面及周圍的氣流。


  2.通用汽車公司風洞於1980年上線


世界最大汽車風洞揭秘(組圖)

通用汽車公司風洞於1980年上線



  通用汽車公司的風洞在1980年上線,今天,該公司設計的幾乎一切的產品都要經過這幾道門,在裡面接受測試。90年代初,當通用電動汽車EV1走出這幾道門的時候,它被業界人士讚譽為「歷史上最符合空氣動力學的汽車」,而且至今仍是。


  3.任務控制室


世界最大汽車風洞揭秘(組圖)

任務控制室



  任務控制室。工程師可以監控和記錄流速和壓力及其對汽車拉力、升力等的影響。負責雪佛蘭Volt風洞開發工作的工程師尼娜·托爾托薩(Nina Tortosa)說:「我們嘗試複製汽車穿過空氣的全過程。拉力因其對節能的影響,獲得了最多的關注。但我們40%的工作集中於風的噪音,即如何使車廂內部更安靜。」


  4.控制面板


世界最大汽車風洞揭秘(組圖)

控制面板



  進入這裡,你做什麼都可以,切記不要按這個紅色按鈕!鑒於風洞的大小——它是一個長988英尺、體積達200萬立方英尺的封閉環狀物——及其在汽車方面的重要性,控制面板的設計簡單易懂。

5.數據顯示屏


世界最大汽車風洞揭秘(組圖)(2)

數據顯示屏



  數據顯示屏會告訴工程師們需要知道有關這個處於風洞心臟地帶的43英尺風扇的任何信息。它可以生成每小時速度達到138英里的大風。


  6.試驗平台


世界最大汽車風洞揭秘(組圖)(2)

試驗平台



  位於測試室的這個平台是對實物模型(通常是粘土模型)進行試驗的地方。平台上的轉盤可以讓工程師移動模型,測試它們在側風情況下的行為。他們最初對1比3的模型進行測試,並不時作出改變,以分析它們對汽車剩餘部分的影響。托爾托薩說:「這是一種動態系統。對後面每作出一次微小的改變,都會徹底改變前面的一切。」一旦設計在1比3的模型下得到完善,測試工作將轉向與實物相同大小的模型,並且,測試重新開始。


  7.風洞內壁


世界最大汽車風洞揭秘(組圖)(2)

風洞內壁



  經過聲音處理的風洞牆壁的厚度最低為18英吋(約0.5米),建造這個風洞用了約2萬立方碼(約1.5萬立方米)的混凝土。風洞建在樁基之上,樁基向地下擴展了80英尺(約24米)。


  8.風洞最高處達48英尺


世界最大汽車風洞揭秘(組圖)(2)

風洞最高處達48英尺



  將位於風洞四個角的葉片打開會使氣流流經風洞,風洞最高處達48英尺。葉片用聲吸收材料製成,用於減少巨型風扇旋轉產生的噪音。巨型風扇的轉速可達270 rpm。

 9.風洞口的氣流作用篩


世界最大汽車風洞揭秘(組圖)(3)

風洞口的氣流作用篩



  處於風洞口的氣流作用篩(flow-conditioning screen)有助於空氣在流入半消聲測試室之前對其進行處理。就在篩子的前面,由175個鋁制葉片組成的熱傳導裝置可以將空氣溫度保持在72華氏度。


  10.風洞的心臟


世界最大汽車風洞揭秘(組圖)(3)

風洞的心臟



  風洞的心臟是4500馬力的變速DC電動機,可使六個葉片的風扇的轉速達到270 rpm。


  11.巨型風扇


世界最大汽車風洞揭秘(組圖)(3)

巨型風扇



  這颱風扇有六個葉片,每個葉片重1噸,高12英尺,用西加雲杉(Sitka spruce)薄片製成。西加雲杉薄片全都是根據高比剛度精選出來的。當電動機的轉速達到最大的時候,葉片最高速度達到每小時415英里。


  12.風洞工作人員


世界最大汽車風洞揭秘(組圖)(3)

風洞工作人員



  尼娜·托爾托薩同其最要好的「同事」——風扇在一起。


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