世界最快的汽車

　　這是英國設(shè)計(jì)的Bloodhound超音速車，將以每小時(shí)1600多公里的創(chuàng)紀(jì)錄速度在美國內(nèi)華達(dá)州的沙漠上疾馳。

　　英國正在研制世界上行駛最快的汽車。在這項(xiàng)計(jì)劃中，車速不僅要達(dá)到極限，最終的研究成果還將帶來更好的汽車和飛機(jī)設(shè)計(jì)，改善燃料效率，甚至能帶來新的醫(yī)學(xué)技術(shù)。

　　Bloodhound是這輛新車的名字，它將在美國內(nèi)華達(dá)州的沙漠上疾馳，其動(dòng)力來自于歐洲“臺(tái)風(fēng)”戰(zhàn)機(jī)的噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)以及用螺栓固定的火箭發(fā)動(dòng)機(jī)。Bloodhound超音速汽車（SSC）計(jì)劃的目的是創(chuàng)造車速的極限——到2011年，最少要達(dá)到每小時(shí)1600多公里的速度。該計(jì)劃所面臨的核心挑戰(zhàn)，是打造一款要能以比其前身快30%的速度行駛的新車。

　　在新的計(jì)劃中，長12.8米、重6.4噸的超級(jí)汽車將能夠以超出射擊出的子彈的速度行駛。它的車輪直徑有900毫米，能夠以極快的速度轉(zhuǎn)動(dòng)，所以要以高級(jí)鈦來制成，從而防止機(jī)械損傷。預(yù)計(jì)該車能夠在40秒內(nèi)從0加速到每小時(shí)1689.7公里。

　　據(jù)英國媒體報(bào)道，這個(gè)耗資1000萬英鎊的計(jì)劃將在英國各地的學(xué)校巡回展示，以激發(fā)學(xué)生對(duì)工程學(xué)的興趣。Bloodhound研究小組表示：“盡力使其成為催化劑，讓年輕人能夠通過這個(gè)計(jì)劃獲得技能，同時(shí)發(fā)掘創(chuàng)新人才，讓他們能夠去克服我們?cè)谌�球范圍都面臨的挑戰(zhàn)。”

　　在英國工程和自然科學(xué)研究理事會(huì)（EPSRC）的資助下，威爾士斯旺西大學(xué)的一個(gè)空氣動(dòng)力學(xué)小組在其中發(fā)揮著重要作用。這個(gè)小組運(yùn)用計(jì)算流體力學(xué)來創(chuàng)造設(shè)定的氣流數(shù)據(jù)，并用于制造這輛汽車。

　　“從頭到尾，所有能產(chǎn)生空氣動(dòng)力學(xué)影響的事物我們都進(jìn)行了模擬。”參與該研究的斯旺西大學(xué)的BenEvans博士說，“傳統(tǒng)上，這些事情宇宙航空工程師都會(huì)在風(fēng)洞中做，但是我們卻在一個(gè)大型多處理器的超級(jí)計(jì)算機(jī)上完成了這一切。”他說，“風(fēng)洞里有很多限制。BloodhoundSSC是一輛車，所以它是跑在地面上的，而地上沒有風(fēng)洞存在。在地面上，你可以模擬一個(gè)丘陵地帶，讓車輛在上面以超出一馬赫、超出聲速的速度疾馳。”

　　馬赫數(shù)是BloodhoundSSC與其前身ThrustSSC的主要不同之處。“超音速車”（SSC）已經(jīng)跨越了音障，而且在大約幾秒鐘之內(nèi)就達(dá)到了超音速。但Bloodhound的目標(biāo)速度是每小時(shí)1.4馬赫。它將以遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過1馬赫的超音速行駛更長的距離，這意味著它所帶來的超音速?zèng)_擊波也將比ThrustSSC強(qiáng)得多，而且沖擊波與車身及沙漠地面相互作用的時(shí)間也更長。

　　Evans解釋說：“一旦你發(fā)動(dòng)引擎，并以超音速行駛，你就不能再向前發(fā)送出壓力波讓前面的空氣知道你正駛近。接下來發(fā)生的就是在你前面產(chǎn)生一個(gè)巨大的壓力墻。在超音速下，空氣不會(huì)緩慢平滑地讓出道路，而是突然間以沖擊波的形式發(fā)生變化。”超音速飛機(jī)會(huì)產(chǎn)生沖擊波，將周圍的空氣驅(qū)散，但是沖擊波會(huì)到達(dá)地面，造成聲震。Evans說：“我們努力要了解的是，當(dāng)沖擊波與一個(gè)相距幾厘米的固體表面相互作用時(shí)會(huì)發(fā)生什么。”

　　如今，研究小組已經(jīng)知道這個(gè)相互作用會(huì)產(chǎn)生一種“噴射式阻力”——這是一種附加阻力，不在空氣動(dòng)力學(xué)或滾動(dòng)阻力理論中。Evans說：“正如車會(huì)與沙漠相互作用一樣，沖擊波也會(huì)和沙漠相互作用，事實(shí)上它們會(huì)‘吞沒’地上的沙粒。它將沙粒帶進(jìn)車周圍的空氣流中，不過這種相互作用并不在流體力學(xué)的標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算方法中。我們計(jì)劃來研究這種‘噴射式阻力’現(xiàn)象，看什么時(shí)候會(huì)發(fā)生什么，以及沙粒是如何撞擊車輛的。”

　　斯旺西大學(xué)的研究小組也在關(guān)鍵體系上進(jìn)行了獨(dú)立研究。他們已經(jīng)使車輛從兩個(gè)進(jìn)氣口改為一個(gè)，以加強(qiáng)穩(wěn)定性。車子裝配的是堅(jiān)固的全鈦雙龍骨輪胎。Evans說：“我們正在研究的另一個(gè)重要方面是車體前端的準(zhǔn)確形狀。我們希望前端可以對(duì)前部產(chǎn)生一股持續(xù)下壓力，以幫助車體附著在地面上。但是，我們也在不斷地研究如何才能使‘噴射式阻力’最小化，如果我們能夠不斷地對(duì)沙漠表面施加一種正面壓力，然后引導(dǎo)到前輪上去，那么沙漠表面就有望在車輪碾過之前保持完好。”

　　Evans和研究小組同時(shí)也對(duì)計(jì)劃中更廣泛的意圖以及他們的研究在其他領(lǐng)域的應(yīng)用保持關(guān)注。“這么做并不僅僅是為了制造一輛速度最快的汽車。我們生活在一個(gè)碳經(jīng)濟(jì)時(shí)代，而且面臨的許多問題都需要工程師和科學(xué)家來解決。我們通過監(jiān)測(cè)動(dòng)脈系統(tǒng)致力于研究血液流動(dòng)，并嘗試通過加載壓力預(yù)測(cè)動(dòng)脈瘤何時(shí)破裂。”Evans說，“這里有在宇宙航空方面的明顯應(yīng)用，但是任何一種你能想到的應(yīng)用都包含著流體流動(dòng)，能夠使用計(jì)算流體力學(xué)來建�！，F(xiàn)在看來，生物力學(xué)系統(tǒng)也成了計(jì)算流體力學(xué)應(yīng)用的范圍之一。”

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