10 款精通空气动力学的美国汽车

10 款精通空气动力学的美国汽车-有驾
1935 克莱斯勒 Airflow 细节克莱斯勒

空气动力学研究车辆上方、下方和内部的空气流动如何影响车辆性能。无论是整车还是部件层面的设计(例如后视镜),空气动力学的调整都能带来显著的效果。随着时间的推移,驾驶动态(例如加速、转弯,甚至制动)、燃油经济性和噪声、振动与平顺性(NVH)都因空气动力学的进步而显著提升。只要正确运用科学,美观、空间、速度和舒适性就能完美融合,成就卓越。

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本月初租了一辆雪佛兰迈锐宝后,我突然想到了这一点。这款价格实惠的迈锐宝设计优雅,在高速公路上以现代限速行驶,迎着强劲的侧风,感觉轻松得令人震惊。(那个周末,我所在的10号州际公路以北正酝酿着一场猛烈的暴风雨。)

雪佛兰迈锐宝 (Malibu) 证明了空气动力学的优势,无论是在驾驶过程中还是在停车场,都能带来赏心悦目的视觉享受。当然,这款不起眼的轿车并非空气动力学创新的杰出典范,所以让我们来看看十款对汽车行业空气动力学进步做出重大贡献的美国车型。

(注:找到老款车辆的阻力系数和迎风面积等准确指标颇具挑战性。我们尽力从汽车制造商处获取技术数据,同时更加关注其设计的历史影响。)

1934年克莱斯勒Airflow

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沃尔特·P·克莱斯勒曾经说过:“我们拥有了马和马车。我们拥有了汽车。现在,我们拥有了历史上第一辆真正的汽车。” 现在看来,他的这句话完全正确。

马力不断提升:1934 年款克莱斯勒的马力大约是 1924 年款克莱斯勒六缸发动机(68 马力)的两倍。但更大的推力带来了对稳定性的需求,而打造一个能够利用“欺骗风力”来提升性能的车身几乎成了 1934 年款克莱斯勒 Airflow 的专属领域。

Airflow 的独特造型要求改用当时很少使用的一体式车身设计,并参考了克莱斯勒自己的风洞。关于 Airflow 实际阻力系数 (Cd) 的说法不一,这很奇怪,因为阻力计算至少从 1876 年就已经存在,而且这款车的目的是要明显提高空气动力效率——你会认为克莱斯勒会公布这个数字。也许那个时代的汽车购买者不会欣赏这样的数据,也许有一天,一位热爱历史的空气动力学家会将一辆 Airflow(或其精确比例的模型)放入风洞中以确定其阻力数。但就目前而言,很明显这款克莱斯勒的流线型设计比 1934 年世界上任何其他汽车都“更时尚”。

1948年塔克鱼雷

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与Airflow一样,找到并验证Tucker Torpedo的实际风阻系数也极具挑战性。Tucker公司并非老牌汽车制造商,他们的问题可能加剧了使用数学公式计算Torpedo风阻系数的必要性。多家媒体报道称,该公式计算出的风阻系数为0.27 Cd,但Tucker公司将其四舍五入为0.30。

事实和数据很难向大众推销,在如今这个时代,凑整出一个如此巨大的数字简直是误导。但那个时代的正面评价并没有说谎,因为塔克的流线型车身和溜背式车顶线条是它驾驶体验如此出色的两个原因。低矮的底盘(注意摇臂板位于两个车轴中心线下方!)和飞机式的环绕式车门框架,确实能像现代汽车一样平顺地排出空气。这又是一辆值得宣传、值得去现代风洞测试的车。

查帕拉尔(全部)

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吉姆·霍尔(Jim Hall)工程团队辛勤耕耘的成果——那些创新的Chaparral赛车,值得一提。它们都以一种鸟的名字命名,而这种鸟更广为人知的名字是“Road Runners”,其流畅的设计也丝毫不令人失望。其中最引人注目的Chaparral赛车当属拥有创新扰流板设计的2F(1967年款)和配备“吸盘式”风扇、可在高速行驶时产生惊人下压力的2J(1970年款)。

虽然查帕拉尔赛车的传奇不如法拉利等品牌那样传奇,但他们的创新却改变了游戏规则。我们缺乏这些赛车的可验证CD(下压力),但真正重要的是他们在下压力方面的进步——利用空气来增加抓地力和稳定性。查帕拉尔赛车永久地改变了赛车的进程,他们所运用的原理也移植到了街车上。如今,改装的街车只需稍加升级就能达到四位数的动力输出,下压力工程变得越来越重要。

1969 道奇 Charger Daytona/Plymouth Roadrunner Superbird(Cd 0.29, 0.31)

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据报道,克莱斯勒的“翼装勇士”在风洞测试中表现优异,其风阻系数分别为普利茅斯0.31和道奇0.29。道奇凭借更流畅的车头、更直立的后翼以及挡泥板上的开放式风道系统,有效地控制了前轮拱内的气流,从而更好地控制了风阻。

Charger Daytona 和 Superbird 的赛车传奇,是与福特 Torino Talladega 和 Mercury Cyclone Spoiler II 展开的更大规模竞争的一部分。这四款获得认证的赛车被统称为“空气勇士”(Aero Warriors)。但这两款扁平车头的福特产品远不及克莱斯勒的“飞翼勇士”(Winged Warriors)那样凶悍,而且在福特于 1970 款车型上投入同样造型优美的 Torino King Cobra 和改进版 Cyclone Spoiler II 之前,NASCAR 就堵住了这个空气动力学漏洞。克莱斯勒凭借先发优势轻松赢得这场测试!

1984 年庞蒂亚克火鸟 Trans Am Aero 套件(Cd 0.306)

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或许令人惊讶的是,通用汽车的产品至今仍未提及,但这家全球最大的汽车制造商早在20世纪80年代就已将重心放在空气动力学设计上。当时,通用汽车预见到第二次能源危机即将来临(最终并未发生),并意识到外国竞争对手的日益强大,于是投入大量资源,打造当时最先进的一些车型。他们确实进行了投资,并取得了令人瞩目的成果,例如1982年推出的第三代庞蒂亚克火鸟。

传奇人物盖尔班克斯驾驶着低矮车身下的双涡轮增压火鸟冲刺到 200 英里每小时,但即使是日常的火鸟也难以置信地低矮、光滑且符合空气动力学。到 1984 年,Trans Am 有了可选的空气动力学车身套件,包括更平滑的前保险杠、更深的下巴扰流板和风阻地面效应。该选装件还配备了霹雳游侠电视节目中的标志性塑料轮罩。虽然互联网上有些地方表明这些 T/A 的 Cd 为 0.29(完全可信),但庞蒂亚克 1984 年的销售手册坚称 Aero Trans Am 的 Cd“仅仅”为 0.306。对于一款在 Atari 2600 计算机时代设计的汽车来说,这可不是开玩笑。

1986 福特金牛座 / 水星黑貂 (Cd 0.32)

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虽然像Trans Am这样的车型将空气动力学引入了汽车爱好者的视野,但没有哪款车型能像福特的初代金牛座和Sable那样,在美国市场掀起一股热潮。尽管我(自称是林肯-水星的粉丝)记得,1986款Sable独特的车身设计比同门的福特金牛座更具空气动力学性能,但当时的文献表明,这两款革命性的轿车都拥有0.32的低风阻系数(Cd)。

尽管豪华版 Sable 拥有更长的后备箱、独特的全玻璃 C 柱以及带一体式挡泥板裙板的后侧围板,但金牛座仍然是高价欧洲运动型轿车的实用替代品,而“更时尚”的 Sable 则配备了灯带,使其看起来比其兄弟车型更加前卫。

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有传言说,日本设计师对 Sable 的灯条和额外的侧窗设计颇为欣赏。或许,1991 款斯巴鲁 SVX 的全宽(不具备功能性)照明灯箱和激进的三角窗设计,与水星曾经激进的家用车相得益彰。无论它们在全球的影响如何,这对双胞胎永远地改变了我们对美国空气动力学的看法。

1988 年 Oldsmobile Cutlass Supreme(Cd 0.297)

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虽然GM-10系列轿车和轿跑车的故事最终以悲剧收场,但其投入的70亿美元平台却催生了一系列令人惊喜的亮点:四人桶形座椅、奇特的现代电脑应用,甚至还有组合锁(而非钥匙锁)。GM-10的后续设计通常被称为W型车身,而那些更用心的部件似乎也随着名称的变更而消失了。

但我们今天要讨论的是空气动力学,1988 款 Oldsmobile Cutlass Supreme 轿跑车凭借0.297 的空气动力学系数惊艳了我们所有人。纤细的前大灯比老款 Taurus 更低矮,车门把手内嵌于 B 柱,车顶线条甚至比之前的 1986 款 Sable 更加优雅。总之,如果您欣赏汽车的进步,那么这辆 Oldsmobile 绝对值得您铭记。

1996 年通用 EV1(Cd 0.195)

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市面上有不少符合空气动力学设计的量产车,而通用EV1就是其中之一。它的风阻系数(Cd)为0.195,仅次于大众XL-1:后者的价格比EV1高出许多倍,而且后备箱的实用性也远不如EV1。虽然如今的电动汽车无疑性能更佳、实用性更强,但即便使用老式铅酸电池,EV1光滑的车身也能确保其续航里程达到60英里。当通用汽车将EV1升级为镍氢(NiMH)电池后,光滑的车身使其单次充电续航里程达到了惊人的160英里。

切尔西·塞克斯顿在伯班克河滨大道通用汽车培训中心外举行的守夜活动中拥抱保罗·斯科特,抗议通用汽车计划砸毁目前停放在培训中心停车场的约70辆EV1电动汽车。塞克斯顿和斯科特是此次守夜活动的组织者之一。此次活动始于2月16日,自此以后,每天都会举行,全天24小时不间断。图片来源:《洛杉矶时报》 via Getty Imag

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无论你喜欢还是不喜欢,EV1 都证明了电动汽车能够赢得新一代驾驶者的青睐,而它的消亡也正是特斯拉在几年后成立的原因。这种对新技术的承诺对消费者很有吸引力,这在一定程度上要归功于通用汽车在 EV1 上取得的令人印象深刻的空气动力学成就。

2020 年 Rivian R1T(Cd 0.30)

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空气动力学与卡车的结合,就像油和水混合一样不合理,因为驾驶室后部的开放式货箱本身效率低下。但如今的皮卡除了巨大的车身尺寸、高大的货箱和强劲的发动机之外,还拥有许多利用风阻的技巧。保险杠下方的塑料导气坝、略微降低的前端姿态,以及尽可能多地移除装饰物(挡泥板、加高的轮拱等)都体现了这一点。

性能惊人的Rivian R1T拥有仅为0.30的Cd值,这在现代汽油驱动卡车中似乎闻所未闻,这或许并不令人意外。这个数值甚至比20世纪80年代几乎所有空气动力学车型都要好。虽然电动卡车的吸引力有限(至少从销量来看),但Rivian更小巧的车身尺寸和更流畅的设计元素的广泛应用,将使现代汽油卡车更加高效。(我估计它们停放起来也会更容易。)

2022 Lucid Air(Cd 0.197)

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Lucid 的诞生部分源于 Peter Rawlinson打造顶级豪华汽车的追求,无一例外。体验过 Air 的人都知道,他的团队已经非常接近这个目标了。Lucid Air 的风阻系数 (Cd) 为 0.197,号称是空气动力学性能最佳的量产车。我还没见过哪家汽车制造商敢于挑战这一说法,而且它与水滴形的通用 EV1 的空气动力学性能相差无几。(Lucid Air 体型更大,轮胎也更大,所以整体空气动力学性能可能更差。)

Lucid 致力于打造其豪华电动轿车的卓越工程技术,让美国在空气动力学领域占据了技术领先地位。其造型巧妙地融合了奇特与现代元素,令人赏心悦目。虽然未来难以预测,但人们不禁要问:我们能否在此基础上进一步提升空气动力学性能?

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我们当然可以!我期待着有一天哈格蒂媒体能列出迎风面积最小的汽车名单。你知道,当汽车制造商认定这是我们需要担心的事情时。

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