如果把奔驰、宝马、本田、奥迪、沃尔沃、小鹏、比亚迪、特斯拉这些品牌最新的车型并排放在一起,只留下轮廓,你大概率分不清谁是谁。有人把其中十二辆车的侧影叠在同一张图上,结果不能说一模一样,只能说异曲同工。
要在里面找出一辆保时捷,几乎是个盲猜题,因为最后两辆完全可以是保时捷。这件事看上去像是车企互相抄袭,其实背后更像是生物界的"趋同演化"——真正把这些车捏成一个模子的,不是设计师的偷懒,而是风。
在今天各家车企的发布会上,你大概率都听到过同一个词:最低风阻。风阻风阻风阻,被反复念叨,是因为它对能耗的影响比大多数人想象的更大。
拿一台普通的奔驰来说,当它以60公里的时速巡航时,差不多有一半的能耗要用来对抗空气的阻力;而一旦跑到120公里的高速,四分之三的能量都会被风吃掉。
原因并不复杂,在空气动力学里,风阻的大小与车速的平方成正比,车速翻一倍,风阻就翻四倍,提速越猛,风就越是最大的拦路虎和能耗杀手。更麻烦的是,这里还要乘上空气密度,到了冬天,空气遇冷压缩,密度变大,风阻会被进一步抬高。
电车本来冬天续航就要打个折,再叠上风阻这一刀,就是折上折,很容易一路开着开着就趴窝。
要在风面前讨到便宜,就得先弄清楚风阻究竟是从哪里来的。汽车在行驶时承受的空气阻力大致可以拆成四块:压差阻力、摩擦阻力、内部阻力和诱导阻力。
其中真正的大头是压差阻力,一辆车70%到80%的风阻都来自这一项。当车向前运动,空气因为微小的粘滞力被边界层带着一起走,最终在车尾形成一片低压的尾涡和涡卷。
而车头迎风面因为被空气直直撞上,气压更高。按照小学二年级就学过的那条规律,空气会从高压区奔向低压区,于是整台车就会被一只无形的手,从前往后使劲往回拽,这就是压差阻力的来源。
既然要降风阻,就要知道什么形状最省力。答案并不是什么高深的工业设计,而是自然界早就刻好的模板——雨滴。
雨滴是重力和风共同雕琢出的最美形态,它的风阻系数只有0.05,是理论上风阻最小的形状。它的秘密全在那颗圆润的头和那条细长的尾巴:圆润的前端让气流可以顺滑地分开,而细长收拢的尾部则极大地压缩了尾涡的面积,让压差阻力降到极致。
所以汽车要想风阻低,几乎必然要模仿雨滴。只不过,如果真的照着雨滴做一台车,它会又窄又长又低趴,像一只趴着的皮鞋,看着怪,空间小,不实用,不安全,更不好卖。
既然整车不能彻底变成一滴水,那就只好把车身上的每一处线条都尽量改成流线型,让各部件各自向雨滴靠拢。
于是你会看到如今新车普遍长成这个样子:圆润低趴的车头,向下压的前盖,倾斜隆起的前风挡,拱形的车顶,圆角的A柱,向后斜切的侧窗,收拢的C柱,还有被明显掐细的车尾。这些设计都在偷偷做一件事——把尾涡变小,把压差阻力压低。
相比那些曾经棱角分明、线条硬朗的老车型,现代汽车肉眼可见地越来越圆、越来越趋同,这其实是风筛选出来的结果,而不是设计师们没想象力。
压差阻力之外,剩下三种阻力只占整体风阻的二三成,但车企已经卷到极致,连这点蚊子肉也不肯放过。
摩擦阻力主要来自车身表面各种凹凸不平的零件,于是今天的底盘越做越平,几乎像一块熨过的铁板;车轮尽量选平滑的轮圈,或者用轮罩直接把辐条包起来;门把手、天线、激光雷达、后视镜能藏就藏,不能藏的也要尽量磨圆。
单看每一处改动,可能只能降下0.00几的风阻系数,但积少成多,加起来就是实打实的续航。
内部阻力则是另一回事。汽车在行驶时需要进气,一是给发动机助燃,二是帮各种部件散热,气流一旦进入车内被打乱,就会消耗能量。
电车不需要烧油,进气量比燃油车小得多,所以现在新车的进气格栅——那个本来就该念"栅"的字——尺寸普遍缩小、位置下移,有的干脆被封死变成一张"冷脸"。
还有些车型会在车头两侧特意凿出两个小凹槽,学名叫空气帘,看起来像两个酒窝,作用是把流过轮拱的乱流梳理顺,让气流更干净地绕过车身,顺便再降一点内部阻力。
最后一种诱导阻力,更像是一种副作用,它其实是一股向上的升力。汽车高速行驶时,车顶上方的气流被拉长、流速更快,气压就更低,车底下的气压相对更高,这一上一下的压力差,会把整台车悄悄往上抬。
如果速度够高、升力够大,车就会从地面飘起来,然后翻给你看。所以我们在赛车和一部分性能车上看到的尾翼、扰流器、扩散器、侧裙、扰流唇等等所谓的空气动力学套件,大多数都不是为了好看,而是为了引导气流方向、制造额外的下压力,用它去抵消那股讨厌的升力,把车牢牢按在路面上。
不同的车尾形状,对升力的影响也不一样。像理想MEGA那种方方正正、直上直下切断的"直背式"车尾,压差阻力大,但正因为后端被一刀切平,气流不容易在上方形成太强的升力,是最不容易被风掀翻的类型。
奥迪A7那种一气呵成往下溜的"溜背式",车尾优雅,压差阻力也小,可气流顺着弧线一路向下跑,升力反而更强。而像小米SU7那种屁股最后微微向上翘一点的"翘背式",介于两者之间,能把压差阻力和升力同时按得比较稳。
回头再看文章开头那一堆外观雷同的新车,你会发现它们几乎都选择了翘背式的尾部,这不是巧合,而是风给出的最优解。
于是你会发现,就像生物在自然选择下会朝着相似的形态进化一样,汽车的外观也在风这把无形的刻刀下,一点点被削向同一个样子。曾经发生在手机身上的那个故事——从千奇百怪的翻盖、滑盖、全键盘,一路收敛成一块黑色玻璃,如今正在车身上重演。
只要能耗、续航和安全还是硬指标,这种趋同就不会停下来,设计师能发挥的,更多是在同一个大轮廓里抠细节、玩光影。有趣的是,和家用车拼命压低风阻的方向相反,真正的强者选择了反过来驾驭风。世界上最快的F1赛车,风阻系数比五菱宏光还要高出一倍左右。
它们刻意用巨大的翼面制造风阻,再把那股阻力转化成几倍于车重的下压力,让赛车能贴着地面"飞"过弯道。这其实也暗合了地球上另一条有点残酷的物理规律:跑得越快的东西,身上扛的压力都大得要命。
普通人在马路上开的那台看起来平平无奇的新车,和F1其实遵循着同一套风的法则,只不过一个选择低头顺从,一个选择迎面硬刚,而我们今天看到的"所有车都长得一样",就是这场物理博弈里,大多数车企交出的那份标准答案。
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