轿车做成流线型的目的是什么？

轿车做成流线型的目的是什么？

首先，乘驾舒适需要足够的车内空间，而要得到宽敞的空间就要增加汽车外型的尺寸。汽车的外型尺寸，尤其是横截面尺寸的增加，势必增加汽车的迎风面积，直接影响汽车的风阻系数。这样，舒适性与动力性就构成了一对矛盾。这对矛盾在汽车的速度比较低的时候影响不大，早期的汽车基本上是箱式的，汽车的外型完全根据内部的需要来设计。 随着汽车技术的发展，汽车的速度越来越高，风阻的矛盾就越来越突出。研究表明，随着速度的增加，路面阻力增加很小而风阻增加却很大。一般的箱式车，车速在每小时30公里以下时，消耗在路面阻力上的功率大于克服风阻所消耗的功率。而在这个速度以上，消耗在风阻上的功率就急剧增加。到了每小时70公里左右的速度，克服风阻所需要的功率就会超过路面阻力。如果速度超过每小时100公里，绝大部分的功率就消耗在克服风阻上了。 风阻的主要因素有两大方面，一是迎风面积，二是涡流。减少迎风面积的主要措施是减低车厢的高度。减少车厢的宽度虽然也能减少横截面的面积，但一般情况下效果不如减少高度显著。为了保留足够的内部空间，保证有舒适的乘坐空间，汽车的截面是不可以随意减少的。为了进一步减低风阻，就要从减少汽车行驶中产生的涡流入手。 我们在大街上常常看到一些大货车驶过后，马路上的尘土、纸屑打着转满天飞，这就是汽车行驶搅动空气形成的涡流。汽车的前挡风玻璃、车顶、车侧、车后都可以产生涡流。研究涡流最有效的手段是风洞试验，汽车模型静止于隧道型空间中，车身周围是高速流动的空气，这样来模拟汽车高速行驶的条件。通过安装在车身各部分的传感装置测量空气的运动。从而了解涡流的运动情况。研究表明，具有流线型车身的汽车抗涡流的性能最好。 流线型车身的纵截面与飞机机翼的的形状相似，高速运动时会产生升力，对行驶稳定性产生负面作用。这就产生了第二对矛盾，即动力性与安全性的矛盾。为了增加稳定性，现代汽车车身造型在流线型的基础上不断改进，车身重心前移、前低后高、增加尾部纵截面的相对面积、增加搅流板等等。 舒适性与动力性、动力性与稳定性，如何解决这两对矛盾构成车身设计历史的主流话题。汽车的车身从箱型、甲壳虫型发展到船型、楔型和现在的滴水型，以及在这些形状基础上的许多变种，其内在的驱动力就是这两对矛盾的平衡过程。汽车车身的设计工作流程，也从单纯的由内向外发展到由外向内、内外结合的方式。

文/任宏 这样的形状使汽车快速行驶时与地面的摩擦力增大还是减小？与飞机机翼产生举力的目的一样吗？跑车“尾翼”的作用是什么呢？ 有一位老师在讲到“流体压强与流速的关系”这一内容时曾把轿车的流线型作为实例讲解，当时这位老师认为：轿车做成流线型（上凸下平），与飞机机翼的作用一样，可以利用快速运动时气流对其产生的向上的压力差，减小汽车对地面的压力，从而减小摩擦，利于加速，利于节能。 本人认为这种解释不妥，特提出来与各位同行探讨。首先应该明确：汽车能够保持匀速或加速前进，靠的就是地面对轮胎向前的摩擦力，如果将摩擦力减小反而不利于汽车向前运动。汽车的这种形状不仅会减小对地面的压力而减小摩擦，不利于提速，而且还会造成漂浮感，使操纵失灵，难以控制等不利影响。既然不利，为什么还要做成这样的形状呢？ 其实好多生活实例不能从单一的角度去认识它。 与“子弹头”列车同理，流线型可以有效地减小空气阻力，便于提速，从而节能。正是这个目的，人们把轿车做成了流线型。可以试想，如果把轿车都做成大客车式的方块形，虽然没有了减小地面摩擦的不利影响，可是会大大增加空气阻力，弊大于利了。那么流线型在减小空气阻力的同时造成了减小摩擦的不利影响又该如何解决呢？对于普通轿车，车速不太快，这一影响并不大，于是可忽略。而对于车速很快的跑车，人们就不得不考虑这一问题了：尾部装有和机翼相反的尾翼，所产生的“反升力”可把车尾紧贴在路面，这样就可以增加后轮的抓地力，减少尾飘、尾翘、尾甩等趋势了。 可能有的人在看到上面内容时又会提出：为什么大客车不也做成流线型来减小空气阻力呢？我们还是得从不同角度看这一问题，大客车的方块型虽然不利于减小空气阻力，但我们从实用的角度来想，在保证车内有足够空间的情况下，方块形可以大大节省整个大客车占据的空间，同时还可以使其构造简单，耗材降低，大客车做成方块形则利大于弊。 所以我们从生活现象中挖掘物理知识时，应充分考虑各种因素，不能从单一现象就得出所谓的物理规律，在引导学生列举实例时也应如此。“从生活走向物理”，要合情合理。