“最低風(fēng)阻系數(shù)0.19Cd”,當(dāng)車企開始把卷的賽道轉(zhuǎn)向風(fēng)阻系數(shù)后,市面上汽車的風(fēng)阻系數(shù)那是一個(gè)比一個(gè)低。那么風(fēng)阻系數(shù)小,風(fēng)阻就一定小嗎?
什么是風(fēng)阻?
當(dāng)把手伸出高速行駛的車窗,感受到流動(dòng)的空氣就是空氣阻力。具體來說,風(fēng)阻是物體與空氣發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的阻力,由氣流撞擊阻力、摩擦阻力和外型阻力三部分組成。
氣流撞擊汽車正面所產(chǎn)生的阻力,就像拿一塊木板頂風(fēng)而行,所受到的阻力幾乎都是氣流撞擊所產(chǎn)生的阻力。

其次是摩擦阻力,當(dāng)空氣從車身邊上流動(dòng)時(shí),一樣會(huì)產(chǎn)生摩擦力。如神舟飛船在返回大氣層時(shí),船體與大氣層劇烈摩擦所產(chǎn)生極高的溫度,都是來自空氣的摩擦阻力。而車輛的行駛遠(yuǎn)不足以產(chǎn)生有影響的摩擦阻力,因此摩擦阻力幾乎可以忽略。
最后就是外型阻力,如方方正正的奔馳G級(jí)的外形阻力就非常之大,而小巧的smart的外形阻力就小得多。不同外形的物體風(fēng)阻系數(shù)差異顯著,例如一種正方體的垂直平面約為1.0,而雨滴憑借流線造型僅0.05。外型阻力主要源于物體后方形成的低壓真空區(qū),高速運(yùn)動(dòng)時(shí),這里產(chǎn)生的阻力占比超過8成。
風(fēng)阻系數(shù)是什么?
為了量化風(fēng)阻的無形力量,空氣動(dòng)力學(xué)引入了“風(fēng)阻系數(shù)(Cd)”這一無量綱數(shù)。它通過描述物體形狀對(duì)氣流阻礙程度的數(shù)值,反映流體繞流物體時(shí)的能量損耗效率。
反映風(fēng)阻系數(shù)有個(gè)復(fù)雜的公式:風(fēng)阻(Fd)=?ρV2·A·Cd
Fd是空氣阻力、ρ為空氣密度、v為空氣流速、A為迎風(fēng)面積、Cd為風(fēng)阻系數(shù)。

迎風(fēng)面積(A)(Frontal Area或 Windward Area)指垂直于風(fēng)向的投影面積,即當(dāng)風(fēng)從某一方向吹來時(shí),物體在該方向上所占據(jù)的面積大小。
迎風(fēng)面積直接與車內(nèi)空間相關(guān),在公式中屬于完全人為可控的參數(shù),但A小了,意味著車內(nèi)空間小,大空間的同時(shí)也意味著迎風(fēng)面積增大。
一些新能源汽車配備空懸懸架,在高速行駛下會(huì)自動(dòng)降低高度,削減能耗,原理就是縮小一部分迎風(fēng)面積。

空氣流速(v)風(fēng)阻與車速的平方成正比,這意味著速度翻倍時(shí),風(fēng)阻將增至原來的數(shù)倍。這種非線性增長(zhǎng)讓Cd值的影響力隨速度升級(jí)而放大。這也解釋了為什么速度越快,能耗會(huì)大幅提升的原理。
空氣密度(ρ)隨海拔、溫度、濕度變化,間接改變風(fēng)阻的實(shí)際效果。例如在海拔4000米的高原,空氣密度僅為海平面的60%,此時(shí)即便Cd值和車速不變,風(fēng)阻也會(huì)相應(yīng)降低。
要測(cè)試一輛車的風(fēng)阻系數(shù)(Cd),需要先測(cè)量出空氣阻力,再反推出風(fēng)阻系數(shù)。同時(shí),為了得出風(fēng)阻系數(shù),就需要固定速度及空氣密度。于是,不同的速度下,風(fēng)阻系數(shù)也必然不同。
風(fēng)阻系數(shù)小,風(fēng)阻就一定小嗎?
風(fēng)阻=?ρV2·A·Cd,Cd只是乘數(shù)之一,涉及的變量ρ、V、A同樣握有否決權(quán),這些變量提醒:風(fēng)阻系數(shù)的參考價(jià)值,始終受環(huán)境條件的制約,把Cd做小,只是拿到入場(chǎng)券,不等于贏。
舉個(gè)例子,波音787客機(jī)的風(fēng)阻系數(shù)是0.024,比奔馳AMG GT XX 0.198的風(fēng)阻系數(shù)小得多,但由于正面投影面積大,因此總的風(fēng)阻依然更大,同時(shí)兩者速度級(jí)別更是完全不一樣。因此,風(fēng)阻系數(shù)小,風(fēng)阻也不一定小。
那為什么大家還在卷風(fēng)阻系數(shù)呢?新能源汽車的“續(xù)航焦慮”催生了對(duì)低Cd值的極致追求,也是發(fā)布會(huì)的宣傳話術(shù)之一。
作為消費(fèi)者,Cd的同時(shí)看迎風(fēng)面積(A),對(duì)比100—140km/h電耗/油耗曲線,別只盯著60km/h的等速工況成績(jī)。下次再看到“全球最低xxxxCd”的時(shí)候,先問三個(gè)問題:在哪測(cè)的(平原、高海拔);迎風(fēng)面積多大;測(cè)量速度是多少。如果答不上來,也沒明確標(biāo)示,就把它當(dāng)成廣告。風(fēng)阻系數(shù)小,風(fēng)阻未必小,把車速、正投影、空氣密度都擺上桌面,才能測(cè)出真實(shí)的“風(fēng)”。(朋月)