流線型汽車的情況並不新鮮——幾十年來,人類一直在尋找更高的最高速度,尤其是在賽車中。空氣阻力是目前為止在高速行駛時需要克服的最主要的阻力,超過一半的能量用於克服空氣阻力上,因此,降低空氣阻力最為關鍵,這點不論是燃油車還是電動車來說都很重要。
空氣動力學對於極速的重要性
擁有超千匹馬力的布加迪凱龍帶來超過400公里/小時以上的時速,人們很容易認為這個成績是近幾年才取得的成就。但早在1938年,賓士的W125就已經達到了432.7公里/小時,而且是在公共道路上。
那麼幾十年前賓士W125是如何擊敗當今的布加迪凱龍的呢?你猜對了,就是因為空氣動力學。將空氣推開所需的動力與速度的立方成正比,而機械損失(如傳動系統和滾動阻力)只與速度成線性增長關係。
布加迪凱龍的阻力系數約為Cd0.36。這並不是一個出色的資料,但話說回來,跑車的目標通常是良好的下壓力和外觀風格。以F1賽車為例,它的阻力系數約為Cd1.00,因為它有足夠的動力來克服阻力,從而獲得更大的下壓力和更快的過彎速度。
但當你的目標是最高速度時,情況就不同了。賓士W125只有616馬力(按1938年的標準來看仍然是很強大的馬力),且仍然能夠超過400公里/小時的時速。正是因為它擁有超級流線型車體,其Cd0.235的風阻係數讓它能夠跑得更快。再舉個例子,民航飛機的風阻係數僅為Cd0.08左右。
空氣動力學對於經濟性的重要性
當然,公路汽車需要載人出行,最好是以一種實用、安全、經濟的方式,但在高速行駛中,空氣阻力仍是迄今為止最重要的能量損失來源。
因此,早在電動汽車出現突破之前,汽車製造商就一直在努力減少這些損失。畢竟,空氣動力效率對油耗有著直接的影響。例如,福特就為他們的“探測”(Probe)概念車系列試驗了不同的形狀,它的空氣阻力系數只有Cd0.137!
這一切都與流向性的外表有關,那麼為什麼不是所有的車輛都是這樣設計呢?除了實用性,我認為外表是最大的問題。你可以說服我喜歡這樣的形狀,因為我喜歡空氣動力學,但一輛汽車外觀如果不能吸引所有人,那終將是失敗的。
賓士VISION EQXX,儘管它的外觀看起來不錯,但這個設計是“折衷的”。例如,長而低的尾巴就非常另類,不能吸引普通大眾。這就是為什麼更多的人對特斯拉Model S Plaid和Lucid Air這樣的車印象深刻,這兩款車的Cd值都在0.20左右。只比VISION EQXX高一點,但特斯拉和Lucid看起來都和普通汽車一樣——在設計上沒有因為專注空氣阻力而妥協,因此對大眾更有吸引力。
空氣動力學對於電動車尤為重要
隨著電動汽車的突破,很多人都開始關注續航里程。每節省千瓦時/公里的能源消耗,就能使汽車更便宜(更少的電池),更輕(更少的電池重量),更高效(更少的重量意味著更低的滾動阻力)。由於里程焦慮阻礙了許多潛在買家,空氣動力學再次發揮關鍵作用。汽車的流線型越好,同樣電量的電池續航里程就越大。
廣汽ENO.146概念在2019年釋出,憑藉超低的Cd0.146空氣阻力系數,續航里程可達1000公里,即便是在真實路況下,續航里程仍可達到600公里。
寫在最後
汽車的空氣動力學設計對於未來的電動車更為重要,特別是在保證長續航里程時。在未來,我們很可能看到更多的流線型設計的電動車。也許有些可能看起來很普通的汽車,巧妙地隱藏了減少空氣阻力的科技。有一件事是肯定的:空氣動力學將在未來(電動)汽車的設計中發揮關鍵作用!