能“呼风唤雨”还能模拟四季！我国中西部首座汽车风洞正式启动！

中国重庆有个神秘的洞

洞里忽而骄阳似火，忽而雨雪侵袭

里面“吹”的风

一秒一欧元

被称为“世界上最昂贵的风”

这个洞就是“汽车风洞”

先来看一个关于汽车风洞的研究视频《听风者》

6月28日上午，由中国通用技术集团中国汽研投资5.5亿元建设的汽车风洞（汽车环境风洞、汽车空气动力学-声学风洞）在重庆正式亮相并启动试运行。“汽车风洞”这种“高级货”可能让你觉得似懂非懂、一头雾水。别着急，小新慢慢给你讲~

风洞之科普篇

这个有风的洞真的能提升汽车品质

NO.1 啥是汽车风洞？

汽车风洞就是在按照一定要求设计的管道系统内，使用动力装置驱动一股可控制的气流，根据运动的相对性和相似性原理进行空气动力学试验的设备。由洞体、驱动系统和测量系统组成，各部分形式因风洞类型而异。

简言之，风洞就是一个人工造风的管道。而通常风洞内都有一个巨大的风扇，就像下面这样。

△我国中西部首座空气动力学-声学风洞（AAWT）风机

风洞要求在管道内营造一段气流均匀流动的区域，利用运动的相对性原理来模拟汽车的行驶状态。

所以，在风洞内，风在动而汽车是静止的。

NO.2 汽车风洞有啥用？

“汽车风洞”可以产生巨大的人造风，根据不同风洞类型与功能，分别可实现模拟各种行车环境中遇到的空气阻力、噪声、热力学状态等，用以测试样车的风阻、风噪、操纵稳定性、热管理性能等，最大限度地减少汽车在行驶中损失的动力，为设计更加节能、美观、安全、舒适的汽车提供条件。

简言之，汽车风洞真的会影响汽车的设计从而提升我们的生活品质哦~

举个栗子：

一家车企做汽车研发，对研发车辆进行风洞试验，发现风阻较大会影响车辆的油耗或速度，就会决定重新优化车俩的外形设计，重新设计风阻更小的外形。

所以，在汽车外形设计、整车热管理开发过程中，风洞试验是必不可少的环节。同时，风洞试验也是发现新的流动现象、验证数值模拟和开展理论研究的重要手段。

风洞之历史篇

为了不再让技术受制于人

在电动化、低碳化大背景下，人们对车辆的动力性能、舒适性能和安全性能产生了更高的关注，汽车空气动力学作为决定汽车造型设计、风噪性能、燃油经济性、高速行驶稳定性的关键指标越来越被车企所重视。国外对于汽车空气动力学的研究大约始于上世纪70年代，从赛车开始，随后逐渐扩大到轿车和卡车范围。

1981年，3款汽车在FL-13低速风洞中进行了测力和流动观察风洞试验，这为我国汽车空气动力学风洞试验拉开了序幕。

但是，由于我国汽车工业起步较晚，在2009年以前，中国尚没有严格意义上的汽车整车风洞，只能依靠航空风洞改造进行汽车空气动力学试验，这大大制约了中国汽车工业的发展，尤其制约了自主造型设计能力的提升。

继2009年同济大学空气动力学-声学风洞和环境风洞落成，近年来泛亚、上汽、长城等车企陆续建设了环境风洞后，中国汽车风洞试验条件得到了极大改善，但距离欧美日等发达国家尚有很大距离，也依然受实验室资源紧张、海外资源依托度高、试验周期长等因素的制约。

△空气动力学-声学风洞风机叶片

“2009年以前，我国只能依靠航空风洞改造进行汽车空气动力学试验，这大大制约了我国汽车工业的发展。”中国通用技术集团中国汽研相关负责人介绍，2009年后，尽管中国汽车风洞试验条件实现了一定进步，但仍存在试验室资源紧张、试验周期长等问题。

为了改善这一现状，2014年3月，中国通用技术集团中国汽研成立了汽车风洞中心，开始筹备建设技术指标国际一流、国内领先的两座汽车风洞——“汽车空气动力学—声学风洞”和“汽车环境风洞”。第二年，中国通用技术集团中国汽研与世界著名风洞设计商德国WBI公司以及国内著名设计院上海机电院完成合作签约，汽车风洞项目进入实质性实施阶段。5年后的今天，中西部首座汽车风洞终于落成。

“这是中西部首座汽车风洞。”相关负责人表示，这一汽车风洞的运行，将极大地弥补我国汽车空气动力学试验研究资源的不足，改变我国汽车工业核心资源与技术受制于人的局面，其服务能力、辐射作用、持续影响力，都为中西部汽车制造乃至我国汽车工业做出巨大贡献。

风洞之现实篇

既能造风雪，又能“静音”

中国通用技术集团中国汽研汽车风洞中心拥有全尺寸汽车空气动力学—声学风洞（AAWT）和汽车环境风洞（CWT）两座风洞，并且配备了高低温环境仓、五轴联动数控加工中心和1200核高性能仿真计算平台，形成了先进的汽车空气动力学、热力学、风噪性能开发标准体系，其完备的汽车空气动力学、热力学、风噪性能正向开发能力，可为国内外企业提供专业的技术服务和工程解决方案。

汽车空气动力学—声学风洞、整车环境风洞能够使汽车企业更快获得更精确的汽车性能数值，从而节省新车型研发的时间、提高企业研发效率。

汽车环境风洞则更加侧重于汽车行驶过程中环境的模拟。风洞中安装有直径4.5m的风机，配备有可调节式喷口，“在这一风洞中，乘用车和商用车可进行整车及零部件的热管理性能开发，动力总成冷却、空调性能、电动汽车环境适应性、动力电池冷却、曲轴通风、除霜除雾、降雨降雪、防泥防溅等测试服务都可在其中开展。”

能造“风霜雨雪”的风洞：-40℃—60℃

地球拥有复杂多变的气候现象，百变甚至极端的气候却给一款新车的开发带来了诸多难以预料的问题。如果有一种设备能把地球上的各种气候都模拟出来，那将给新车研发节省大量路试的时间。汽车环境风洞就拥有这样的设备。

在汽车环境风洞中，车辆的热力学测试不用再“看老天爷的脸色”，一年12个月都可以充分利用模拟的环境对整车开发进行调试，从而更好地控制研发成本和时间。

△汽车风洞环境仓

如何去创造各种各样的天气条件满足车辆测试需要呢？中国通用技术集团中国汽研汽车环境风洞的温度模拟范围可达-40℃—60℃。为实现低温，风洞中会采用二次制冷系统，让载冷剂通过盘管在风洞流道中进行热交换；而高温的实现，则是通过锅炉加热获取热量，尽量在节约能源的同时，精准控制温度。

为了在风洞中实现阳光模拟，中国通用技术集团中国汽研汽车环境风洞测试段顶部配置了一套全光谱的阳光模拟系统，每个灯源都有独立的电源和控制系统，以实现光照的精准控制；同时，在每个独立灯源上集成有网状挡板和遮光挡板，用于模拟车辆在乌云条件下低照射强度环境和通过隧道时的无照射环境。

这个风洞还能“下雨”。为了在风洞中实现降雨模拟，中国通用技术集团中国汽研汽车环境风洞的喷口安装了喷枪，根据不同雨量大小设定，喷枪会喷出相应大小的雨滴，雨滴随喷口气流吹向测试车辆从而形成降雨，小雨、中雨、暴雨等不同级别的真实降雨都可模拟。

△汽车风洞模拟下雨

“下雪”也是它的技能之一。风洞的喷口安置了喷枪，这一喷枪能够根据所需雪量的大小喷出夹带水滴的高压气体，在风洞流道内温度达到-10℃以下时凝结成冰粒，从而在试验车辆前方形成了降雪，雪量大小、降雪时间都可自由控制。

 △汽车风洞模拟降雪

室内修了马路的风洞：不需要再奔波

在中国通用技术集团中国汽研汽车环境风洞内，一年12个月都可以真实模拟各种温湿度、阳光、雨雪等气候条件，配合底盘测功机（转鼓）模拟的各种道路工况，可进行环境风洞中特有的降雨试验、降雪试验、高低温冲击等气候试验。据了解，转鼓主要是通过模拟电惯量来模拟车辆的道路行驶阻力，由滚筒、驱动电机、表面盖板、移动盖板、移动导轨、车辆对中装置、控制系统等组成。由于滚筒表面涂有与路面摩擦系数相同的特殊涂层，因此转鼓可以准确模拟车辆在道路上的运动。

△汽车风洞CWT驻室

相比道路试验，利用转鼓进行试验具有更高的可重复性，数据获取更加便利。有了底盘测功机，汽车厂商不再需要长期奔波于室外各地，大大节约了车辆开发过程中的人力物力成本，从而提高了新车型的开发效率。

世界上最安静的风洞：放空你的双耳

中国通用技术集团中国汽研气动-声学风洞在设计上就从噪声源和噪声传播途径两个方面对风洞背景噪声进行了控制，最终实现了140km/h的风速时风洞背景噪声仅为58 dB(A)，完全满足汽车气动噪声测量的环境要求，成为世界上最安静的汽车风洞之一。同时，中国通用技术集团中国汽研气动-声学风洞还配备了麦克风阵列、人工头等声学测量设备，将进一步助力中国汽车气动噪声控制技术发展。

经过这一系列风洞消声处理，“在汽车空气动力学—声学风洞中，轿车、SUV、MPV及轻卡等车型可以进行空气动力学和风噪性能开发，开展汽车风阻、行驶稳定性、侧风响应、内流优化、流动显示、车内外风噪声等测试服务。”中国通用技术集团中国汽研相关工程师介绍，在这座3/4开口的回流式风洞中，最高风速可达250km/h，在140km/h的风速中，背景噪声仅为58dB（A），堪称“世界上最安静的风洞”。同时，这一风洞还配备了麦克风阵列、人工头等声学测量设备，助力中国汽车气动噪声的研究。

精确测量的风洞：秤个鸡蛋也毫无压力

精确测量汽车空气阻力、帮助车企控制油耗，必须依靠气动-声学风洞内的另一件“宝贝”：一台精度极高的“测力天平”。为了保证测量的高精度，中国通用技术集团中国汽研气动-声学风洞采用了美国MTS公司高精度五带天平/转台/移动带系统，其主要特点包括：天平转台上集成了1条中间带和4个车轮驱动单元小带，可以调整车辆离地高度，可满足轿车、SUV、MPV、轻卡测试需求。该天平测量精度超高，甚至可以分辨出一颗鸡蛋的重量，将为车企提供准确的风洞试验数据支撑。

△汽车风洞天平下半部分

能“人造巨风”的风洞：最快有250km/h

中国通用技术集团中国汽研气动-声学风洞安装有直径9m的风机，最大风速可达250km/h，作为动力源，风机系统堪称气动-声学风洞的幕后英雄。中国通用技术集团中国汽研两座汽车风洞采用了两台世界一流水平的轴流式风机系统，具备超高的控制精度和效率，可精确模拟汽车在外部道路上的行驶环境。

△空气动力学-声学风洞烟流实验

当电源接通后，叶片旋转，空气从风扇的背后被叶片产生的负压吸引，通过叶片吹向风扇的正前方，在风扇前面形成了“人造风”。风机转速相同时，叶片直径越大，风量就越大，中国通用技术集团中国汽研的风机系统采用了18片碳纤维叶片，直径达9m，运转起来时，无异于在室内制造了一场“人造巨风”。

风洞之未来篇

“吹风”一秒1欧元

汽车风洞测试对试验场地、科技设备等软件硬件要求非常之高，说它是顶级烧钱的土豪试验也不为过。在国际市场上，“吹风”一秒就是1欧元，真可谓是世界上最贵的风了。

除了高水平的硬件设施，一直以来，中国通用技术集团中国汽研也在积极发挥汽车风洞的辐射作用。牵头行业47家单位成立中国汽车工程学会汽车空气动力学分会、聚集10家车企组建中国通用技术集团中国汽研汽车风洞联盟……专注于汽车空气动力学、热力学和气动声学前沿技术研究和产业生态打造的中国通用技术集团中国汽研，将从中西部首座汽车风洞出发，加快我国自主品牌汽车品质升级。

未来，立足重庆的中国通用技术集团中国汽研汽车风洞，将促进我国汽车风洞技术进步，推动我国中西部乃至全国的汽车制造业发展。对此，相关负责人表示：“以这座汽车风洞为契机，我们将致力于成为国际一流、国内领先的汽车空气动力学、气动声学和热力学第三方技术服务平台和先进技术研究机构，始终支撑和引领着相关技术的发展。”

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责任编辑丨范   可

执行主编丨龚   政

内容来源丨中国通用技术集团