在重慶，有這樣一個(gè)神秘的“洞”，內(nèi)部時(shí)而艷陽高照，時(shí)而雨雪傾盆，人間四季隨意切換。最令人稱奇的是，“洞”內(nèi)刮的風(fēng)，一秒就值一歐元，被稱為“世界上最昂貴的風(fēng)”。

如果不加以介紹，普羅大眾很難將其與當(dāng)今炙手可熱的汽車制造業(yè)聯(lián)系起來，其實(shí)，這個(gè)“洞”就是“汽車風(fēng)洞”。一輛汽車從開始設(shè)計(jì)，到制造完成，再到交付給消費(fèi)者，需要經(jīng)歷無數(shù)次的實(shí)驗(yàn)和測試。在“汽車風(fēng)洞”環(huán)節(jié)，巨大的人造風(fēng)可模擬各種行車環(huán)境中遇到的空氣阻力、噪聲、熱力學(xué)狀態(tài)，以及天氣環(huán)境甚至太陽輻射等，用以測試樣車的安全性和操縱穩(wěn)定性，最大限度地減少汽車在行駛中損失的動力，為設(shè)計(jì)更加節(jié)能、美觀的汽車提供條件。也正因如此，在這無數(shù)次的實(shí)驗(yàn)和測試中，最燒錢的就是風(fēng)洞測試。

據(jù)粗略計(jì)算，建造一個(gè)這樣規(guī)模的汽車風(fēng)洞往往需要耗資數(shù)億美元，甚至10多億，而且每做一次汽車風(fēng)洞試驗(yàn)的費(fèi)用也是相當(dāng)大的。同時(shí)，世界上的實(shí)車風(fēng)洞主要集中在日、美、德、法、意等國的大汽車公司，我國相關(guān)領(lǐng)域在很長一段時(shí)期幾乎處于空白狀態(tài)。

我國中西部首座空氣動力學(xué)-聲學(xué)風(fēng)洞（AAWT）風(fēng)機(jī)

不過，在2019年，中國風(fēng)洞的誕生，打破了僵持已久的局面。2014年，通用技術(shù)集團(tuán)中國汽研在五年內(nèi)總投資5.5億元人民幣，啟動“汽車整車風(fēng)洞研發(fā)測試平臺開發(fā)及應(yīng)用”項(xiàng)目，成功建成一座空氣動力學(xué)-聲學(xué)風(fēng)洞，一座環(huán)境風(fēng)洞，一座環(huán)境艙，以及高性能仿真計(jì)算平臺等，極大彌補(bǔ)了我國汽車風(fēng)洞試驗(yàn)研究資源的不足，成為國內(nèi)第一所具備歐六/WLTP和CNAS國六風(fēng)洞法雙認(rèn)證資質(zhì)的風(fēng)洞機(jī)構(gòu)，具備為國際主流車企提供技術(shù)服務(wù)的核心能力。

由汽車生產(chǎn)大國升級為真正的汽車強(qiáng)國，車身設(shè)計(jì)是必須跨越的一道坎。而設(shè)計(jì)研發(fā)汽車，風(fēng)洞是極為重要的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)設(shè)備。一款汽車從概念創(chuàng)意、圖紙?jiān)O(shè)計(jì)到最終定型，必須在風(fēng)洞里“吹”上成百上千個(gè)小時(shí)：風(fēng)洞模擬出汽車在各種行駛環(huán)境中遇到的空氣阻力、噪聲、熱力學(xué)狀態(tài)以及天氣環(huán)境，一次次測試樣車的安全性和操縱穩(wěn)定性。

然而，這樣的要求也意味著昂貴的成本。國際市場上，嘀嗒“吹風(fēng)”一秒就是1歐元。在我國沒有自己的汽車整車風(fēng)洞之前，國內(nèi)車企要做一次風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)，只能漂洋過海去海外測試，一次實(shí)驗(yàn)就是數(shù)個(gè)小時(shí)，不僅經(jīng)費(fèi)和時(shí)間成本巨大，且只能做一次驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，一旦驗(yàn)證有問題，整個(gè)項(xiàng)目就要推倒重來。

對于我國來說，風(fēng)洞建設(shè)的初始投資巨大、技術(shù)難度很高，“沒有自己的汽車整車風(fēng)洞”——長期以來是阻礙我國汽車工業(yè)發(fā)展的硬傷。我國汽車業(yè)要真正立足世界，必須實(shí)現(xiàn)整車風(fēng)洞“零”的突破。

“2009年以前，我國只能依靠航空風(fēng)洞改造進(jìn)行汽車空氣動力學(xué)試驗(yàn)，這大大制約了我國汽車工業(yè)的發(fā)展?！敝袊ㄓ眉夹g(shù)集團(tuán)中國汽研相關(guān)負(fù)責(zé)人介紹，2009年后，盡管中國汽車風(fēng)洞試驗(yàn)條件實(shí)現(xiàn)了一定進(jìn)步，但仍存在試驗(yàn)室資源緊張、試驗(yàn)周期長等問題。

為了改善這一現(xiàn)狀，2014年3月，中國通用技術(shù)集團(tuán)中國汽研成立了汽車風(fēng)洞中心，開始籌備建設(shè)技術(shù)指標(biāo)國際一流、國內(nèi)領(lǐng)先的兩座汽車風(fēng)洞——“汽車空氣動力學(xué)—聲學(xué)風(fēng)洞”和“汽車環(huán)境風(fēng)洞”。第二年，中國通用技術(shù)集團(tuán)中國汽研與世界著名風(fēng)洞設(shè)計(jì)商德國WBI公司以及國內(nèi)著名設(shè)計(jì)院上海機(jī)電院完成合作簽約，汽車風(fēng)洞項(xiàng)目進(jìn)入實(shí)質(zhì)性實(shí)施階段。

直至2019年，中西部首座汽車風(fēng)洞終于落成。

聽起來“高大上”、用起來“燒錢”的汽車風(fēng)洞，有哪些現(xiàn)實(shí)價(jià)值？其實(shí)，汽車風(fēng)洞可以直接地影響汽車的設(shè)計(jì)，從而提升國民生活品質(zhì)。

首先，風(fēng)洞要求在管道內(nèi)營造一段氣流均勻流動的區(qū)域，利用運(yùn)動的相對性原理來模擬汽車的行駛狀態(tài)。也就是說，在風(fēng)洞內(nèi)，風(fēng)在動而汽車是靜止的。例如，一家車企做汽車研發(fā)，對研發(fā)車輛進(jìn)行風(fēng)洞試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)風(fēng)阻較大會影響車輛的油耗或速度，就會決定重新優(yōu)化車倆的外形設(shè)計(jì)，重新設(shè)計(jì)風(fēng)阻更小的外形。

同時(shí)，在風(fēng)洞中，真實(shí)地再現(xiàn)典型的碰撞過程，是分析和評價(jià)汽車碰撞中乘員保護(hù)能力的基礎(chǔ)。在實(shí)車正面碰撞試驗(yàn)過程中，車輛通過驅(qū)動電機(jī)帶動軌道中的鋼繩，通過鋼繩與車輛底部的副車架或發(fā)動機(jī)支架等部位相連接，實(shí)現(xiàn)牽引車輛達(dá)到相應(yīng)的碰撞速度。在車輛前排的駕駛員和乘員側(cè)分別放置身體各部位帶有測量用傳感器的假人，通過傳感器測得在試驗(yàn)中假人的傷害值，從而對車輛的被動安全保護(hù)性能進(jìn)行評判。

所以，在汽車外形設(shè)計(jì)、整車熱管理開發(fā)過程中，風(fēng)洞試驗(yàn)是必不可少的環(huán)節(jié)。同時(shí)，風(fēng)洞試驗(yàn)也是發(fā)現(xiàn)新的流動現(xiàn)象、驗(yàn)證數(shù)值模擬和開展理論研究的重要手段。

一款新車的開發(fā)，需要滿足哪些條件？如何適應(yīng)風(fēng)霜雨雪多變的氣候，估計(jì)春假秋冬的四季輪回？這成為了“造車”企業(yè)最頭疼的問題，也是汽車風(fēng)洞誕生的初衷之一。在通用技術(shù)集團(tuán)中國汽研建設(shè)的汽車環(huán)境風(fēng)洞中，車輛的熱力學(xué)測試不用再“看老天爺?shù)哪樕?，一?2個(gè)月都可以充分利用模擬的環(huán)境對整車開發(fā)進(jìn)行調(diào)試，從而更好地控制研發(fā)成本和時(shí)間。

空氣動力學(xué)-聲學(xué)風(fēng)洞風(fēng)機(jī)葉片

為了在風(fēng)洞中實(shí)現(xiàn)陽光模擬，中國通用技術(shù)集團(tuán)中國汽研汽車環(huán)境風(fēng)洞測試段頂部配置了一套全光譜的陽光模擬系統(tǒng)，每個(gè)燈源都有獨(dú)立的電源和控制系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)光照的精準(zhǔn)控制；同時(shí)，在每個(gè)獨(dú)立燈源上集成有網(wǎng)狀擋板和遮光擋板，用于模擬車輛在烏云條件下低照射強(qiáng)度環(huán)境和通過隧道時(shí)的無照射環(huán)境。

這個(gè)風(fēng)洞還能“下雨”。為了在風(fēng)洞中實(shí)現(xiàn)降雨模擬，中國通用技術(shù)集團(tuán)中國汽研汽車環(huán)境風(fēng)洞的噴口安裝了噴槍，根據(jù)不同雨量大小設(shè)定，噴槍會噴出相應(yīng)大小的雨滴，雨滴隨噴口氣流吹向測試車輛從而形成降雨，小雨、中雨、暴雨等不同級別的真實(shí)降雨都可模擬。

不僅如此，“下雪”也是它的技能之一。風(fēng)洞的噴口安置了噴槍，這一噴槍能夠根據(jù)所需雪量的大小噴出夾帶水滴的高壓氣體，在風(fēng)洞流道內(nèi)溫度達(dá)到-10℃以下時(shí)凝結(jié)成冰粒，從而在試驗(yàn)車輛前方形成了降雪，雪量大小、降雪時(shí)間都可自由控制。

簡言之，風(fēng)洞就是一個(gè)人工造風(fēng)的管道。而通常風(fēng)洞內(nèi)都有一個(gè)巨大的風(fēng)扇，可以產(chǎn)生巨大的人造風(fēng)，根據(jù)不同風(fēng)洞類型與功能，分別可實(shí)現(xiàn)模擬各種行車環(huán)境中遇到的空氣阻力、噪聲、熱力學(xué)狀態(tài)等，用以測試樣車的風(fēng)阻、風(fēng)噪、操縱穩(wěn)定性、熱管理性等，最大限度地減少汽車在行駛中損失的動力，為設(shè)計(jì)更加節(jié)能、美觀、安全、舒適的汽車提供條件。

在我國汽車空氣動力學(xué)試驗(yàn)研究資源極度匱乏的背景下，通用技術(shù)集團(tuán)中國汽研“汽車風(fēng)洞”運(yùn)行，極大地彌補(bǔ)了該領(lǐng)域的不足，改變我國汽車工業(yè)核心資源與技術(shù)受制于人的局面，其服務(wù)能力、輻射作用、持續(xù)影響力，都為中西部汽車制造乃至我國汽車工業(yè)做出巨大貢獻(xiàn)。

汽車風(fēng)洞環(huán)境倉

作為汽車共性技術(shù)研發(fā)平臺，汽車風(fēng)洞可以模擬汽車在真實(shí)路面行駛狀態(tài)，而我國汽車風(fēng)洞的成功建成，對中國汽車技術(shù)進(jìn)步、核心產(chǎn)品升級具有重要意義。尤其是在今天電動化、低碳化的倡導(dǎo)下，人們對車輛的動力性能、舒適性能和安全性能產(chǎn)生了更高的關(guān)注，汽車空氣動力學(xué)作為決定汽車造型設(shè)計(jì)、風(fēng)噪性能、燃油經(jīng)濟(jì)性、高速行駛穩(wěn)定性的關(guān)鍵指標(biāo)越來越被車企所重視。

“汽車整車風(fēng)洞研發(fā)測試平臺開發(fā)及應(yīng)用”項(xiàng)目除成功建設(shè)汽車風(fēng)洞以外，還通過了歐洲最新排放法規(guī)和全球輕型車測試程序（WLTP）風(fēng)洞法認(rèn)證，成為國內(nèi)第一所具備歐六/WLTP和CNAS國六風(fēng)洞法雙認(rèn)證資質(zhì)的風(fēng)洞機(jī)構(gòu)。

專家認(rèn)為，中國汽研汽車風(fēng)洞具備汽車空氣動力學(xué)領(lǐng)域相關(guān)實(shí)驗(yàn)與仿真開發(fā)能力，通過對車輛空氣動力學(xué)性能的優(yōu)化，可以降低汽車行駛在道路的空氣阻力，從而能夠降低相關(guān)能耗，因此汽車風(fēng)洞也是當(dāng)前“雙碳”戰(zhàn)略發(fā)展下的重要基礎(chǔ)裝備平臺。

目前，這一技術(shù)已服務(wù)于國內(nèi)外50余家主機(jī)廠，合作完成近百車型的空氣動力學(xué)開發(fā)，其中開發(fā)的智己L7純電轎車風(fēng)阻系數(shù)達(dá)到0.21，躋身量產(chǎn)車全球前三，國內(nèi)第一。