汽車外觀越來越無聊了？都怪風(fēng)阻！｜圖文

你能從這12個輪廓里，找出哪輛是保時捷嗎？

好，公布答案：這12輛車分別是奔馳、寶馬、雷克薩斯，本田、奧迪、沃爾沃，蔚來、小鵬、智界、比亞迪和特斯拉。所以最后兩輛——都可以是保時捷。

如果我們把這12輛車的輪廓重疊在一起......不能說一模一樣，只能說異曲同工。

影響汽車外觀設(shè)計的因素很多，而其中可能最重要的一點，是“風(fēng)”。是風(fēng)，把車吹成一個模子了。

那么，風(fēng)是如何塑造汽車外形的？歡迎來到本期的《車圈化簡》。

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在各家車企的發(fā)布會上，你大概率聽過這樣一個詞：“風(fēng)阻”。

所謂“風(fēng)阻”，就是風(fēng)對汽車的阻力。它對汽車能耗的影響，比你想象的更大。

比如這輛奔馳，如果你開著它以 60 公里的時速馳騁，那么它一半的能耗，都要花在對抗風(fēng)阻上；如果你在高速上開到120公里，那么它3/4 的能耗，都將隨風(fēng)而去。

在空氣動力學(xué)中，風(fēng)阻 D，和車速 V 的平方成正比。

所以只要提速，風(fēng)就是最大的動力障礙和能耗殺手。

順便一說，這里的 ρ 是空氣密度。

而在冬天，空氣受冷壓縮，密度變大，所以風(fēng)阻會更高。

而你肯定已經(jīng)知道了，電車在冬天的續(xù)航本來就會打折扣，再加上進(jìn)一步升高的風(fēng)阻......那就是折上折，續(xù)航自然也就更低。

如果不想開著開著就趴窩，那么電車的外觀設(shè)計，就必須向風(fēng)妥協(xié)。

但我們要先搞清楚風(fēng)阻到底為什么這么大，才能知道怎么妥協(xié)～

汽車在行駛時受到的風(fēng)阻主要有 4 種：壓差阻力、摩擦阻力、內(nèi)部阻力，以及誘導(dǎo)阻力。

其中最大頭的是“壓差阻力”。你開車時 70% 到 80% 的風(fēng)阻，都屬于“壓差阻力”。

那么到底什么是“壓差阻力”呢？

咳咳！你看啊，當(dāng)物體運動時，會因為微小的黏滯力，帶動邊界層的空氣運動，最終在物體后面的這片區(qū)域形成一片“尾渦”或者“渦卷”。

“尾渦”或者“渦卷”的氣壓更低，根據(jù)我們小學(xué)二年級就學(xué)過的知識，空氣會從高壓區(qū)擠向低壓區(qū)，于是，汽車就會受到一個從迎風(fēng)面指向背風(fēng)面的“壓差阻力”——這就是形成風(fēng)阻的最主要原因。

ok，那我們需要知道，什么形狀風(fēng)阻最小？這題，我的師兄小雷回答過：

雨滴（水滴）。雨滴（水滴）就是在重力阻力和風(fēng)一起，刻畫的最美的形態(tài)。

這種形狀的水滴，風(fēng)阻系數(shù)只有0.05，是理論風(fēng)阻最小的形狀。

而水滴風(fēng)阻低的秘密，就在于它圓潤的頭部和細(xì)長的尾部，能最大程度地減少尾渦的大小，讓“壓差阻力”達(dá)到最低。

所以汽車要做到低風(fēng)阻，也應(yīng)該模仿水滴，比如這樣：

除了看起來有點怪，空間小，不實用，不安全，不好賣，長得像皮鞋以外，也沒什么毛病......

那如果不想讓整體車身這么怪，就只好把車身上每個零部件的線條，都給改成流線型：

比如圓潤低趴的車頭，下拉的前蓋，傾斜隆起的前后窗，拱形隆起的車頂，圓角的A柱，傾斜的側(cè)窗，收攏的C柱和車后尾.......這些設(shè)計，都是為了降低壓差阻力。

所以，相比于曾經(jīng)有棱有角，線條硬朗的車型，現(xiàn)代汽車變得越來越趨同、“圓滑”了。

除了“壓差阻力”外，汽車還會受到其他 3 種阻力。其實它們只占整體風(fēng)阻的 20%到30%，但由于車企已經(jīng)卷到極致，所以各種張飛繡花的微操也越來越多。

比如“摩擦阻力”，主要就是汽車表面各種凹凸不平的零件所產(chǎn)生的。

所以底盤，現(xiàn)在都被拍得越來越平了；

車輪，就盡量選用平滑的輪圈，或者用輪罩把它包起來；

門把手、天線、激光雷達(dá)、后視鏡，能隱藏就隱藏，能磨圓就磨圓，雖然只能減少0.00幾的風(fēng)阻系數(shù)，但蚊子肉也是肉，能少一點是一點。

至于“內(nèi)部阻力”，是因為汽車在行駛時需要進(jìn)氣，一是為了助燃，二是為了散熱。

電車所需要的進(jìn)氣量小，所以如今進(jìn)氣格柵——沒錯，這個字理論上讀“zhà”——它的尺寸和位置一般會縮小放低。

還有些車型，會在車頭兩側(cè)，設(shè)計兩個“酒窩”，學(xué)名叫“空氣簾”，它能梳理排出的氣流、減少紊流，也能減小內(nèi)部阻力。

而最后一種“誘導(dǎo)阻力”，還確實值得一說，因為它是向上的升力。

汽車在行駛過程中，上方空氣的流速更快，所以氣壓更小，于是就會產(chǎn)生一個自下而上的升力，把車抬起來。

很多車身上的尾翼、擾流器、擴散器、側(cè)裙、擾流唇等等“汽車空氣動力學(xué)套件”，主要都是為了引導(dǎo)氣流方向，產(chǎn)生額外下壓力，抵消升力的影響。

另外不同樣式的車尾，也會影響汽車受到的升力大小。

比如理想MEGA這種，屬于標(biāo)準(zhǔn)的“直背式”，它壓差阻力比較大，但最不容易被升力掀翻；

像奧迪A7這種，屬于常見的“溜背式”，它的壓差阻力比較小，但升力更強。

至于小米SU7這種，車屁股最后往上翹一點的，屬于“階背式”，能更好地平衡壓差阻力和升力。

所以，就像是生物會在自然選擇的作用下進(jìn)化一樣，汽車的外觀也在風(fēng)的作用下，逐漸趨同演化，千篇一律。曾經(jīng)發(fā)生在手機身上的故事，現(xiàn)在又發(fā)生在了車的身上。

最后，雖然家用車都在卷低風(fēng)阻，但真正的強者選擇了主動駕馭風(fēng)：世界上最快的F1 賽車會刻意利用風(fēng)阻來產(chǎn)生幾倍于車重的下壓力，讓自己貼地飛行。

這也暗合了地球上的另一條物理規(guī)律：跑得快的人，壓力都大的要死～