[多圖]世界最大汽車風洞揭秘
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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。