首先,测力精度最高。其次,把汽车在地上跑的状态在风洞里模拟地面模拟精度最高。第三,为让汽车在行驶中尽量安静,先要在风洞里把它的行驶噪声准确测量出来,而这要求风洞本身发出的噪声很小,对此国际上用风速每小时160公里时风洞的噪声作为指标同济大学风洞的这一指标为61分贝,而之前同尺度风洞的世界纪录是65分贝。这几个分贝的差异意味着什么?两个人同时说话,只要声音相差3个分贝,其中一人的声音就能完全覆盖掉另一个人的。第四,热环境风洞能模拟的范围最广。

然而回国后他发现,因为太多“拿来主义”,“设计”这个概念在中国汽车行业还没有深入人心,对风洞也不热心。那时万钢出了一个主意,让杨志刚去游说汽车企业,说如果你觉得风洞有用,就出点钱,算是以后实验经费的预付款其实他们不缺建造资金,这样做是为了提前争取客户,也让他们及早关心风洞及其作用。

帮着找准那个平衡点

尽管最终的成果令人惊喜,但历时4年,1500多个日日夜夜建造风洞的过程并非一帆风顺,杨志刚和他的团队攻克了一个个难关。规划之初,为攻克低频颤振难题,团队制作了1∶15的模型风洞,在两年里相继设计出10多种方案,终于把低频颤振的振幅控制在1.0%,而国际上相同规格风洞的最高水平此前是1.4%。

刚才还是烈日当头,现在却已暴雨滂沱……“热环境风洞”可以完整、逼真地模拟各种气候条件,测试汽车行驶工况:隐匿于发动机、空调、刮雨器里的大小“病灶”,将显露无遗。

说起回国后“做成了一些事”的诀窍,杨志刚笑道:“遇到困难直接冲上去!”

银灰色的奔驰车模型上写着:造出空气动力学性能最优汽车的生产厂家献给性能最好的汽车风洞中心。这是2009年,在中国首个汽车风洞的落成仪式上,上海地面交通工具风洞中心主任杨志刚收到的一份礼物。杨志刚不觉得那只是一句客气话,说这是对他们一手“接生”的“双胞胎”空气动力与噪声风洞和热环境风洞的充分肯定。

中国风洞还吸引来了老外。曾以设计法拉利闻名的汽车设计机构意大利宾尼法利纳集团,将它的中国汽车设计中心设在了上海国际汽车城。

一辆银灰色轿车缓缓驶入宽大高阔的试验厅,面对开敞的风洞门停住,4只轮子贴紧地面上移动着的天平带;悄无声息间,一缕缕轻风从洞口吹来、拂过车身,风力渐渐强劲,一个个风阻数据跳跃在监测屏上……这是“空气动力与噪声风洞”,主要服务于汽车的造型设计。什么样的外形最省油、最安全、最美观,就在这里给出答案。

2009年9月19日,中国风洞还是一个新出生的孩子,有人关注但并不热切;但不久之后,在它申请进入国际风洞联盟时披露的几个指标,让外人吃了一惊。

一次次风洞实验,常常在玩一个有关阻力、造型美观和驾乘舒适度的魔法,确定令人满意的平衡点。借助风洞,设计师们不断挑战空气的“权威”,试图设计出阻力系数更小的汽车。如果一辆车减少8%-10%的阻力,就相当于节油2%-3%;如果全中国的车都省油2%,那么省下的油钱高达700亿-800亿元人民币。眼下,一般汽车的阻力系数在0.33左右,而市面上空气动力学性能最好的汽车丰田的Prius和奔驰的E-Couple,阻力系数在0.28。杨志刚觉得可以挑战0.25。

从中国制造到中国设计

国外的大型汽车企业一般都建有自己的风洞,如今尝到风洞甜头的中国企业也开始建造自己的,对此杨志刚并不担心:“我们不把别的风洞看作竞争对手,就怕国内企业不作为。当他们有了自己的意愿乃至行动,越来越重视设计,中国汽车的自主创新就起步了,我们高兴。”

中国风洞有4个关键指标达到了“世界第一”。

4个指标“世界第一”

他解释,限制汽车得到更小阻力系数的,其实不是空气,而是人们对于“汽车”的概念。流线型当然能获得更小的空气阻力,但要让流线型充分起作用,车的长度必须超过12米,但这样的汽车能被人们接受吗?所以汽车设计是受限制的,“它更偏向于衣服、手表等讲究美感的商品,而非纯粹的实用品,所以要找平衡点。”杨志刚说,如果你真的不在乎外形,那么理论上车的阻力系数可以降到0.10。

没有杨志刚,中国迟早也会造出汽车风洞,但不会在2009年。从美国航空航天局高级研究员到美国通用汽车公司高级分析师,从长江学者到入选国家“千人计划”,这个在2005年被彼时的同济大学校长万钢邀请回国建造风洞的学者,一直担当着“突击队长”的角色。中国汽车风洞从无到有、从维持运营到略有结余,他的每一步都走得稳当,当然也很辛苦现在来同济大学做风洞实验的汽车厂家排起了长队,杨志刚和他的团队每周因此要工作起码6天。

如今,中国的汽车企业纷纷来他这里做实验了:本来省略不做的实验,现在做起来了;本来要等到样车出来后才做的验证性实验,现在在产品设计过程中做,边实验边改进;刚开始看不懂数据的毛头小伙一批批成长、成熟,现在成了带徒弟的工程师……3年来,同济大学风洞的业务量每年增长40%,多数汽车企业当初的“预付款”已经用完。

有件事杨志刚一直记得:2007年他在一个国际会议上作报告时宣布中国将要建造风洞,台下反响强烈:“看来中国要做汽车自主创新是真的了。”因为风洞是汽车设计的必要条件。