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本田全尺寸风洞即将竣工 耗资3000万风速80米/秒


http://sports.sina.com.cn 2005年12月14日09:35 新浪体育
新浪体育讯 
本田全尺寸风洞即将竣工耗资3000万风速80米/秒
本田位于布兰克里(Brackley)的总部俯视图,左侧小图为新风洞效果图(风洞将容纳其中)

  按照计划,本田F1车队的全尺寸风洞将在明年年中投入使用,目前建设工作已进入收尾阶段。昨天,负责风洞运作和支持服务的头目——格拉厄姆-米勒(Graham Miller)接受了记者的采访,其间包含一些专业细节。以下是采访全文。

  问:现在的空气动力学对F1赛车有多重要?

  格拉厄姆-米勒:赛车空气动力学的发展在F1中已变得极其重要,这可以追述到莲花在上世纪60年代开始试验赛车尾翼。70年代晚期,“地面效应”被发现。从某种意义上讲,F1正式从那时开始关注,并真正重视空气动力学的;车队也从那个时候才开始认识到风洞科技的重要性。现在,风洞占了大多数车队赛车研发费用的15%,使用风洞,是保持领先的唯一手段,它是F1最重要的设计工具之一。

  问:新风洞修建在什么地方?

  格拉厄姆-米勒:在布兰克里(Brackley),我们已经拆除了现有的设施,为新的三层建筑腾出空间,这个三层建筑将新风洞容纳其中。

  问:项目是从什么时候开始的?工作是在按照计划进行吗,什么时候开始正式投入使用?

  格拉厄姆-米勒:真正开始破土动工是在一年前。2004年12月,开始拆去现有的设施,为修建新风洞腾出空地。项目完全按照日程在进行,我们计划在明年7月开始试运转。

  问:新风洞花了多少资金,需要请专业公司修建吗?

  格拉厄姆-米勒:像我们这样的全尺寸风洞,大概需要花3000万欧元。风洞本身就是非常专业的设备,比如它用于放置测试车辆的滚动道路系统('rolling road' system)【俗称滚动钢带】一样,它是高科技的、复杂建设项目,建设者需要适时和航天和滚动道路系统供应商合作。确保这项复杂的工程在最短的时间内完工,卓越的团队工作和信息沟通是必须的。

本田全尺寸风洞即将竣工耗资3000万风速80米/秒
滚动道路系统(rolling road system)用于模拟赛车在赛道上的运行状态,配备转盘可以偏转

  问:风扇的尺寸有多大,功率大概有多少?

  格拉厄姆-米勒:主风扇的直径超过5米,由3000马力的电动机驱动。在500转/分时,扭矩高到32000牛.米。整个风扇系统有16个转动叶片和27个静态叶片,这27个静态叶片是整个风扇系统的一部分。风扇每秒的送风量高达1000立方米,也就是说在测试期间,风速将高达80米/秒。

  问:建筑还包括其他哪些部分?

  格拉厄姆-米勒:还包括风洞本身和其他所有的相关设备,包括风扇和滚动道路的操作间,电子变压器、空气压缩机和真空泵,还包括全套的制造设施、全副装备的服务间,这些房间将用于为风洞提供服务,并在总部的总服务间出现问题的情况下提供援助。除此之外,还有一个展览馆和接待的套房,它将用于接待我们的客人。

  问:本田F1车队已经拥有了一个1比2的风洞,全尺寸的风洞有什么优势?

  格拉厄姆-米勒:在良好的运作下,全尺寸风洞将在精度上拥有巨大的优势。这个我们称之为“闭合射流(closed-jet)”的通道,将提供高质量的气流。为了提高空气动力学测试的精度,采用大比例的模型以更好的复制车型的表面特征和实现更高的精度是必然的趋势。当然,它会带来更高的投入、更高的运作成本。

本田全尺寸风洞即将竣工耗资3000万风速80米/秒
主风扇直径>5米,由3000马力的电机驱动。风扇每秒送风量1000立方米,风速达80米/秒。

  而本田现存的小比例风洞则不同,它采用的是敞开喷射(open jet)结构。顾名思义,敞开喷射通道是一个敞开的测试空间。在这个测试空间中,我们可以移动两侧的墙壁和屋顶。从理论上讲,这种喷气方式允许模型周围的流场更接近于赛车在赛道上受到的自由气流(free air)。他的另一个优势就是能提高能见度,为测试工程师提供帮助。劣势是,敞开喷射通道的气流会受到外部力量的影响。空气动力学测试的数据,不如从全尺寸风洞和闭合射流中获得的数据精确。

  理想状态是,让风洞中产生的流场能完全复制赛道上的自由气流。为了实现这一目标,我们的新风洞将装备特殊的设施,以模拟赛车的轮廓和偏转角度。

  问:有哪些部件将在风洞中进行测试?

  格拉厄姆-米勒:我们计划在新风洞中测试模型和全尺寸的部件,并且会继续使用现有的风洞进行一定比例的测试。和大多数车队一样,我们会一步步的提高赛车的单圈速度。赛车的表面的任何细节和具有代表性的部件,比如前翼、尾翼、侧箱、引擎盖和底板等等都将纳入测试范围。

  问:能在风洞中模拟哪些情况?

  格拉厄姆-米勒:一个好的风洞,是一支F1车队成功的重要条件。它能提供下压力和气流阻力两方面的测试,这是赛车整体性能表现的重要影响因素。但是我认为,更准确的讲应当是车队在风洞中复制赛车在赛道上各种状态,这便是风洞的真正作用。风洞中最主要的测试设备是滚动道路系统(rolling road),它需要模拟赛车在赛道上运行时强烈的空气动力学效应。滚动道路系统拥有转盘,所以可以让车体发生倾斜旋转,模拟不同的迎风姿态。这是下压力发生变化的主要影响因素,因为当赛车进入弯道时,车头将改变指向,如果当你需要下压力的时候却突然没了,你便会遇到麻烦。

本田全尺寸风洞即将竣工耗资3000万风速80米/秒
CFD可用虚拟模型模拟赛车在行驶中的气流情况和扰流影响,但它无法替代风洞的检验作用

  问:在风洞中能够完成计算机(即CFD,计算机流体力学测试)无法实现的工作吗?

  格拉厄姆-米勒:竞争远不只是风洞,CFD(计算机流体力学)能提高其工作效率。CFD可以使用虚拟模型模拟气流和扰流影响。任何新部件制造,都必须先通过计算机上设计出来,再通过CFD模拟部件的工作情况。

  但是空气动力学部件部件最后仍需要在风洞中再次进行检测,因为风洞能够使用模型得出正确的结果。但是风洞测试的时间是非常昂贵的,CFD是部件在纳入风洞测试前,进行可行性评估的重要工具。

  问:你们期望风洞在投入使用后运转强度多大?

  格拉厄姆-米勒:非常大,在初期,全尺寸的风洞每天将24小时运转,比例测试(即现有的1比2风洞)每天18小时。随后,比例测试也将达到每天24小时,我们的期望的目标是两个风洞最终都保持每天24小时运转。

  问:当新风洞投入使用后,车队需要雇用更多的空气动力学专家吗?

  格拉厄姆-米勒:第二风洞将让我们的测试能力翻倍,作为项目的一部分,我们的新岗位包括高级空气动力学专家、风洞技师、模型制作者和机械师。

  问:这个新风洞是车队必不可少的一部分吗?

  格拉厄姆-米勒:这是绝对的,等到设施在明年夏天完工,我们在布兰克里(Brackley)将拥有全套综合设施,所有这些主要建筑,将是实现我们总冠军梦想的必备资源。

  (行云)


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