一、Weissach研發(fā)中心
保時(shí)捷2014年宣布重新啟用改造后的Weissach研發(fā)中心。除了原有的外觀與內(nèi)飾的設(shè)計(jì)部門之外，再加上一個(gè)專門概念車打造區(qū)域。該中心總耗資2億美元，其中大部分預(yù)算是花在新的空氣動(dòng)力學(xué)-聲學(xué)風(fēng)洞上。保時(shí)捷宣稱，這將有助于減少跨地區(qū)之間協(xié)作所花費(fèi)的時(shí)間，并有利于設(shè)計(jì)和氣動(dòng)聲學(xué)的發(fā)展。
Weissach研發(fā)中心一角
Weissach設(shè)計(jì)中心油泥模型制作間
二、保時(shí)捷新舊風(fēng)洞對(duì)比
保時(shí)捷早在上世紀(jì)80年代就建有一座性能良好的空氣動(dòng)力學(xué)風(fēng)洞，但性能僅僅是“良好”對(duì)保時(shí)捷的工程師來說是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，因此保時(shí)捷計(jì)劃建設(shè)一座性能更加優(yōu)秀的汽車空氣動(dòng)力學(xué)-聲學(xué)風(fēng)洞—這就是這座最新風(fēng)洞的建設(shè)初衷。
保時(shí)捷原風(fēng)洞
保時(shí)捷以前的風(fēng)洞沒有配備移動(dòng)地面模型系統(tǒng)，因此無法精確模擬車輛在道路上行駛時(shí)汽車與路面之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)關(guān)系，而在風(fēng)洞地面靜止的情況下，將形成一個(gè)不可忽視的邊界層，空氣在貼近風(fēng)洞地面時(shí)將減緩流動(dòng)速度直至停滯，但恰恰是在車輛下方和車輪罩中蘊(yùn)藏著巨大的改善潛力，可借助更佳的空氣動(dòng)力設(shè)計(jì)大大提升車輛效率和行駛穩(wěn)定性。
負(fù)責(zé)管理和運(yùn)行這座新風(fēng)洞的豪克·斯圖姆夫博士（Dr. Hauke Stumpf）說：“利用這座新風(fēng)洞，我們現(xiàn)在獲得的測(cè)試結(jié)果更貼近道路實(shí)際情況”。
從噴口看保時(shí)捷新風(fēng)洞測(cè)試段
三、天平和移動(dòng)路面模擬系統(tǒng)
德國MAHA公司為保時(shí)捷提供了一套高精度的天平+五帶/單帶（可互換）移動(dòng)路面模擬系統(tǒng)。保時(shí)捷最新風(fēng)洞的特殊之處在于，研發(fā)中心的測(cè)試工程師可以在兩種道路模擬系統(tǒng)中選擇：一是五帶系統(tǒng)，每個(gè)車輪下均有一個(gè)車輪驅(qū)動(dòng)單元（鋼帶），中間是寬大的中央移動(dòng)帶。“這樣我們可以更精確地測(cè)試。”斯圖姆夫博士說道。另一種則是單帶系統(tǒng)，車輛將在一條鋼帶上完成測(cè)試，這一系統(tǒng)更貼合實(shí)際狀態(tài)，但測(cè)試結(jié)果精確性卻有所降低。在“兼容并蓄”原則下，保時(shí)捷決定將兩種路面模擬系統(tǒng)結(jié)合在一起，重達(dá)20噸的移動(dòng)路面系統(tǒng)將通過吊車可在數(shù)小時(shí)內(nèi)快速更換。
保時(shí)捷新風(fēng)洞配備的高精度天平系統(tǒng)用于測(cè)量車輛所承受的氣動(dòng)力。天平能捕捉車輛承載氣動(dòng)力極其微小的變化，從而幫助工程師測(cè)量出空氣阻力以及前后軸的升力和下壓力。借助高精度天平系統(tǒng)，保時(shí)捷可以將氣動(dòng)力的測(cè)量精確至1牛頓。1牛頓相當(dāng)于100克物體所承受的重力，相較一輛1.5噸汽車幾乎不值一提，更何況當(dāng)該汽車行駛時(shí)速高達(dá)300公里時(shí)，其自重還要加上空氣動(dòng)力所產(chǎn)生的下壓力。
天平+五帶移動(dòng)路面系統(tǒng)
四、風(fēng)機(jī)系統(tǒng)
保時(shí)捷新風(fēng)洞由一臺(tái)直徑8米的巨大風(fēng)機(jī)為其提供風(fēng)力，最大風(fēng)速可達(dá)300km/h（跑車測(cè)試比乘用車測(cè)試風(fēng)速要高），風(fēng)機(jī)電機(jī)可輸出約7兆瓦即9300馬力的動(dòng)力。在測(cè)試車輛空氣阻力時(shí)，測(cè)試用風(fēng)速為130 km/h（高速公路常見時(shí)速）。當(dāng)進(jìn)行結(jié)構(gòu)強(qiáng)度測(cè)試或賽車運(yùn)動(dòng)研發(fā)測(cè)試時(shí)，將使用更高的風(fēng)速。
風(fēng)機(jī)最大可提供300km/h風(fēng)速
斯圖姆夫博士站在直徑8米的風(fēng)扇旁
五、聲學(xué)測(cè)量系統(tǒng)
在時(shí)速達(dá)到 200 公里時(shí)，新風(fēng)洞相較之前的風(fēng)洞安靜許多，因此聲學(xué)測(cè)試不再需要交予外部服務(wù)商（保時(shí)捷早期風(fēng)噪試驗(yàn)大部分在FKFS風(fēng)洞進(jìn)行），在研發(fā)中心即可完成。這項(xiàng)測(cè)試與噪聲絕對(duì)值并無多大關(guān)系，而是測(cè)試細(xì)節(jié)，諸如：一個(gè)特定的外后視鏡輪廓或者新的車門密封圈對(duì)于聲波形成會(huì)有怎樣的影響等等。在進(jìn)行噪聲測(cè)試時(shí)，數(shù)百個(gè)麥克風(fēng)組成龐大的聲陣列（聲學(xué)照相機(jī)），用以識(shí)別車外噪聲源。
保時(shí)捷新風(fēng)洞的麥克風(fēng)陣列
保時(shí)捷Weissach研發(fā)中心的新風(fēng)洞并非單獨(dú)建造，而是與設(shè)計(jì)、車間、空氣動(dòng)力研發(fā)部同在一幢大樓里。斯圖姆夫證實(shí)這是保時(shí)捷有意而為之：“空氣動(dòng)力研發(fā)人員可在保證最高保密級(jí)別下快速測(cè)試設(shè)計(jì)方案。”美觀的外形與卓絕的空氣動(dòng)力性能二者對(duì)于保時(shí)捷而言并不沖突。“因彼此相距很近，不僅促進(jìn)了不同領(lǐng)域技術(shù)的相互融合，更增強(qiáng)了員工之間的交流。”
CAERI 視點(diǎn)：
保時(shí)捷新風(fēng)洞作為目前世界上最先進(jìn)的汽車空氣動(dòng)力學(xué)-聲學(xué)風(fēng)洞之一，從董事會(huì)作出決議到新風(fēng)洞運(yùn)行，歷時(shí)4年。該風(fēng)洞的設(shè)計(jì)公司為德國WBI公司，作為專業(yè)的風(fēng)洞設(shè)計(jì)公司，WBI為世界上許多著名的車企設(shè)計(jì)了風(fēng)洞，如豐田賽車風(fēng)洞，戴姆勒-奔馳最新空氣動(dòng)力學(xué)-聲學(xué)風(fēng)洞，奧迪空氣動(dòng)力學(xué)-聲學(xué)風(fēng)洞，同濟(jì)大學(xué)風(fēng)洞等。目前WBI正在為中國的第三方汽車檢測(cè)研發(fā)機(jī)構(gòu)—中國汽車工程研究院股份有限公司設(shè)計(jì)一座空氣動(dòng)力學(xué)-聲學(xué)風(fēng)洞和一座環(huán)境風(fēng)洞，這兩座風(fēng)洞的設(shè)計(jì)指標(biāo)均達(dá)到國際先進(jìn)水平，預(yù)計(jì)2018年建成投入使用。讓我們期待這兩座具備國際水平的汽車風(fēng)洞早日建成，為中國自主品牌的崛起盡快發(fā)揮力量。
作者：重慶中國汽研王勇
