廣告
汽車空氣動力學造型發(fā)展史:1889-1939
2018-02-26 11:59:45·
在汽車誕生之初，空氣在提高汽車速度和燃油經(jīng)濟性上一直扮演了絆腳石的角色。工程師、賽車手和企業(yè)家都被空氣動力學所能帶來的潛在收益所吸引，因此在此期間誕生了一批劃時代的車型，即使這些車型在他們的時代遭到大眾審美理論的挑戰(zhàn)。今天擁有良好空氣動力學特性的汽車已經(jīng)成為了主流，但這個過程中充滿了坎坷和崎嶇。最初
在汽車誕生之初，空氣在提高汽車速度和燃油經(jīng)濟性上一直扮演了“絆腳石”的角色。工程師、賽車手和企業(yè)家都被空氣動力學所能帶來的潛在收益所吸引，因此在此期間誕生了一批劃時代的車型，即使這些車型在他們的時代遭到大眾審美理論的挑戰(zhàn)。今天擁有良好空氣動力學特性的汽車已經(jīng)成為了主流，但這個過程中充滿了坎坷和崎嶇。
最初的流線型可回溯到200年前。喬治.凱利爵士將理想的流線形描述為“一個橢圓形的球體”。1865年塞繆爾.考爾索普申請專利的“air-resisting列車”，即使是今天看起來也非常的前衛(wèi)。
賽車手，尤其是那些夢寐以求要打破陸地速度記錄（LSR）的賽車手，率先向空氣動力學尋求了幫助。為了追求最低風阻，1899年金納茨設(shè)計出“子彈型”汽車，名為“永不滿足號”(The Never Satisfied)，這款車最高時速超過了105km/h，是汽車歷史上首次突破100km/h時速的汽車。不過，這款車底盤極高、駕駛員位置高高凸起，四個車輪與車身輪廓不相融，這些都在很大程度上讓汽車的空氣動力學性能受到影響。值得一提的是，“永不滿足號”還是一輛電動車。
空氣動力學對陸地速度記錄的提升是巨大的，正如1906年斯坦利的蒸汽機車展現(xiàn)的一樣。這輛蒸汽機車在1906年弗羅里達的奧蒙德海灘上，以205.4km/h的記錄創(chuàng)下了蒸汽機車的陸地極速紀錄，該紀錄直到2009年才被英國“靈感號蒸汽車”打破。
隨后設(shè)計師普遍認為水滴狀車身能夠帶來超低風阻，歐洲在轎車流線型設(shè)計方面走在了前面。阿爾法-羅密歐的前身Castagna汽車公司從1914年開始為Count Ricotti設(shè)計該車型，該車型是有記錄的第一款嘗試采用流線型的車。但由于較重的車身，導致其流線型車身沒有太大的提高最高車速，并且也存在車內(nèi)空間利用率低的問題。
毫無疑問，空氣動力學乘用車真正的突破是1921年奧地利設(shè)計師Edmund Rumpler設(shè)計的“Tropfenwagen”（淚珠車）型車。他在設(shè)計和工程上與不切實際笨重的Castagna車截然不同，它安裝有6缸的中置發(fā)動機和搖臂式的四輪獨立懸掛。1979年“Tropfenwagen”車在大眾氣動風洞中進行了風洞試驗，試驗結(jié)果顯示其阻力系數(shù)為0.28，這一水平，大眾直到1988年的第三代帕薩特車型上才達到。
Rumpler設(shè)計的“Tropfenwagen”車外形非常的符合空氣動力學，但是車身也相當?shù)母?，并且四四方方的，這導致在其后的一百年左右，類似形狀的量產(chǎn)車主要作為出租車在柏林使用，因為他們內(nèi)部擁有寬敞的空間。對Rumpler來說這是一個很諷刺的結(jié)局，但是他的想法在全球催生了廣泛的模仿，打開了整個汽車空氣動力學領(lǐng)域。
“Tropfenwagen”車在賽車的影響更加直接和持久。費迪南德·保時捷為奔馳設(shè)計的“Tropfenwagen”賽車就使用中置發(fā)動機布局和淚珠型車身。
帶有中置發(fā)動機和后軸搖臂式懸掛的“Tropfenwagen”車不僅是上世紀30年代汽車聯(lián)盟賽車上傳奇賽車的鼻祖，對今天所有的中置發(fā)動機賽車也是。Edmund Rumpler是一位真正的先驅(qū)。
匈牙利裔設(shè)計師Paul Jaray利用他在航空領(lǐng)域尤其是在設(shè)計齊柏林飛艇的經(jīng)驗，為汽車空氣動力學設(shè)計提出了一個特定的設(shè)計原理，并申請的專利。他的專利非常有影響力，在那個狂熱的流線型年代，許多公司都在使用Paul Jaray授權(quán)的專利。
他早期的設(shè)計往往有些怪誕，車身較高，有車身比例和空間利用率的問題。
和阿爾法Castagna車一樣這些流線型車也有較大的空間限制。Jaray只解決了汽車的空氣動力學問題，而不是像Rumpler那樣是在整車設(shè)計中將空氣動力學考慮進去。但對流線型車來說這僅僅是開始，英國人丹尼斯·伯尼爵士，一位著名的飛艇設(shè)計師甚至設(shè)計了一輛幾乎可飛起來的流線型車，后置發(fā)動機，四輪獨立懸掛，備胎藏在門，沉頭燈，車身幾乎沒有突出部分，以減小空氣阻力和減輕地面對輪胎的磨損。
20世紀30年代奧地利設(shè)計師 Hans Ledwinka（漢斯·魯?shù)戮S卡）是那個時代最具影響力的設(shè)計師。1921年他在捷克Tatra（太脫拉）公司擔任首席設(shè)計師，他設(shè)計了一系列的Tatra流線型車，其采用的擺臂式獨立懸掛和后置風冷發(fā)動機對影響了全球汽車設(shè)計很多年。上圖為v570原型車，其定位與德國二戰(zhàn)前的“國民車”相一致。
漢斯·魯?shù)戮S卡設(shè)計的T77車型氣動阻力系數(shù)僅為0.212，這個記錄直到1995年才被通用的EV-1車以0.195的阻力系數(shù)值打破。這是一個非常了不起的成就。
T87是1936年問世的一款中高級轎車，它采用了一個創(chuàng)新的流線型車身。漢斯·魯?shù)戮S卡設(shè)計了一套4輪獨立懸架，底盤為后置風冷發(fā)動機后輪驅(qū)動的結(jié)構(gòu)，因而前行李箱蓋設(shè)計的更為流線形且高度底，改善了駕駛視野。雖然發(fā)動機的最大功率只有55千瓦，但是最高車速卻能達到160km/h。
這是1934年德國大眾的一款原型車，其與Tatra的v570非常的相似，只是在進一步優(yōu)化了細節(jié)特征。盡管我們看來從視覺上并沒有太明顯的特色，但在當時這些都是很前衛(wèi)色設(shè)計元素，并且被大西洋兩岸的設(shè)計師所廣泛模仿和共享。
1934年克萊斯勒推出了“Airflow”車型，“Airflow”保留了傳統(tǒng)的前置發(fā)動機和后軸驅(qū)動配置，但在設(shè)計上將發(fā)動機前移到前輪上，座椅也前移使其位于軸距范圍內(nèi)，并配合寬大的流線型車身，使得該車的舒適性和操縱性都有很大提高，克萊斯勒甚至還對該車型進行了風洞試驗，以減小空氣阻力。但由于大眾的審美意識以及生產(chǎn)中的問題，花費了大筆資金的“Airflow”的銷量還不如克萊斯勒其他車型的四分之一，甚至差點導致克萊斯勒破產(chǎn)。此次失敗對克萊斯勒以后的車型風格產(chǎn)生了重大的影響，他們開始回歸保守和主流，直到1955的Forward Look問世。在空氣動力學上，歷史不總是進步的。
1932年航空工程師William B. Stout設(shè)計了這款極其寬敞的“ Stout Scarab”車，采用了當時非常罕見的后置后驅(qū)布局，使用了承載式車身和福特v8發(fā)動機，車廂底板位置非常低，以使車內(nèi)空間最大，前排座椅能夠向后旋轉(zhuǎn)，配置有折疊桌等。短小的尾部，流線型的車頭和車身，也使得該車型受到的空氣阻力較小。雖然“ Stout Scarab”只生產(chǎn)的9輛，但他啟發(fā)了日后的MPV和旅行車的設(shè)計。
一個更前衛(wèi)的設(shè)計是1933年Buckminster Fuller’s 的“Dymaxion”車型。該車型為三輪式流線型車廂，后輪轉(zhuǎn)向，安裝有福特v8發(fā)動機，這使得“Dymaxion”車可沿車身進行轉(zhuǎn)向。
另一個鮮為人知的流線型車型是1936年的“Dubonnet Ford”車，其光滑的車身和封閉式輪胎，其最高車速可達到180km/h。
汽車空氣動力學在這一黃金時期得到了很大的發(fā)展，德國工程師Karl Schl?r在1939年設(shè)計這輛名為“Schl?rwagen”的原型車，其原型阻力系數(shù)為0.186，70年代大眾對這個模型重新進行了測量，其阻力系數(shù)為0.15。
這是俄羅斯人把“Schl?rwagen”車作為戰(zhàn)利品，進行螺旋槳驅(qū)動車輛的測試。
廣告 編輯推薦
最新資訊
-
“汽車爬坡試驗方法”將有國家標準
2026-03-03 12:44
-
十年耐久監(jiān)管時代：電池系統(tǒng)開發(fā)策略將如何
2026-03-03 12:44
-
聯(lián)合國法規(guī)R59對機動車備用消聲系統(tǒng)的工程
2026-03-03 12:08
-
聯(lián)合國法規(guī)R58對后下部防護裝置的工程化約
2026-03-03 12:07
-
聯(lián)合國法規(guī)R57對摩托車前照燈配光性能的工
2026-03-03 12:07
