简介(知识点)

发明年代

结构

原理

出土

离心式压缩机的祖先

风扇车（风扇赛车）(Chaparral Cars 2J BT46B Red Bull 2010)

简介

风扇车是一种能产生风 （或气流）的机械，也叫“飏(扬)扇”、“扬谷器”、扇车或扬车。发明于汉代，由人力驱动，用于清选粮食。在概念上人们往往会把它与利用风力作业的机械即风车相混淆。

知识点

1、风扇车是一种能产生风 （或气流）的机械，用于清选粮食。

2、风扇车由人力驱动，有别于利用风力作业的机械——风车。

3、风扇车的进气口总是位于风腔中央，是所有离心式压缩机的祖先。

发明年代

其发明年代至迟不会晚于西汉时期。汉代史游《急就篇》有“碓石岂扇颓舂簸扬”说。此处之“扇”便是“扇车”。

结构

风扇车的组成是在一个轮轴上安装若干扇叶，转动轮轴就可产生强气流。西汉时长安有名的机械师丁缓发明了“七轮扇”，是在一个轮轴上装有7个扇轮，转动轮轴则7个扇轮都旋转鼓风。《武经总要前集》中绘有一个以轴上曲柄转动的风扇车。王祯《农书》所绘的风扇车，轮轴上亦装曲柄连杆，以脚踏连杆使轮轴转动。以上所述，都是开放式风扇车，它们没有特设的风道，因此，风扇产生的风是向四面流动的。

原理

宋应星《天工开物》中则绘有了闭合式的风扇车，从中可见，在装有轮轴、扇叶板和曲柄摇手的右边，是一个特制的圆形风腔，曲柄摇手的周围圆形空洞，就是进风口，左边有长方形风道，来自漏斗的稻谷通过斗阀穿过风道，饱满结实的谷粒落入出粮口，而糠粃杂物则沿风道随风一起飘出风口。这种闭合式的风车，可能产生于西汉晚期，一直沿用至今日的偏僻农村之中。

出土

河南济源县泗涧沟西汉晚期墓及河南洛阳市、山西芮城县城南、山东临淄县金岭等地的东汉墓中也分别出土过陶风扇车。

离心式压缩机的祖先

李约瑟博士认为，无论怎样演变，中国旋转式风扇车的一个惊人特点，是进气口总是位于风腔中央，因而它是所有离心式压缩机的祖先。

风扇车（风扇赛车）

所谓的风扇车，是指用风扇强制导出车子下方的气流，降低车底气压以产生强大的下压力，让车身紧紧吸附在路面上。这种车的特徵在於不论速度快慢，车身都能获得庞大的下压力，大幅提升了车子在低速弯道上的过弯速度。

风扇车的威力早已在赛车史中获得证明。1970年的加拿大-美国挑战杯竞赛(Canadian-American Challenge Cup)当中，Chaparral Cars 派出一台名叫2J的风扇车参赛。由於这台车实力太过强劲，当届竞赛结束後即遭到禁赛。而在F1赛车界，1978年时Brabham车队也派出一台风扇车「BT46B」参赛，却也因为在赛事以压倒性的速度夺冠，而在赛後即遭禁赛。

Chaparral Cars 2J

BT46B

长达3周的F1暑假期间正好是回顾过往F1秘密档案的最佳时机,继之前曾提到的CVT无级变速系统后,今天要介绍的是仅在1978年瑞典站出现过一次的布拉汉姆BT46B风扇赛车.1978年瑞典站GP大赛被列入到每一本F1史册中,究其原因并不是因为瑞典安德斯托普赛道的风景出色,或者比赛过程特别刺激,而是这场比赛中出现了革命性的布拉汉姆BT46B赛车.

要介绍布拉汉姆BT46B赛车,就不能不先解释一下F1赛车的空气动力学原理,众所皆知,影响赛车单圈成绩的关键在于过弯速度,而要缩小通过弯道所需花费的时间,仰赖的就是抓地力.如果抓地力不够却硬是以较高的速度过弯,后果只能是打滑失控,即整辆赛车失去控制并偏离过弯时应循的正常轨迹.提升抓地力方法有两种,除了轮胎以外,另一个来源就是空气动力学抓地力(AerodynamicGrip). 布拉汉姆BT46B赛车之所以成为F1赛车科技的里程碑,就是因为它将地面效应原理发挥到了极致.1978年可说是地面效应年,首先是莲花车队在车身两侧加上了裙脚,这可以阻止空气从赛车两侧流入底盘下方,在没有空气流入的底盘造成了类似真空的效果,让赛车牢牢地黏在地面上.3个月后布拉汉姆空力设计师戈登.穆雷(后来转战迈凯轮并于80年代末设计出著名的MP4-5型赛车)即推出了布拉汉姆BT46B与之抗衡.该赛车最大的特色就是在车身后段安装一个巨型风扇,风扇在车辆行驶过程中发挥出类似吸尘器的效果,不停将车底的空气向外抽出,再配合车身两侧的软质裙脚,BT46B可说是一辆不折不扣的吸盘赛车.拥有过人的科技优势,BT46B赛车自然一上场就是领头羊.著名车手劳达在瑞典站以34.019秒的领先幅度轻松夺冠,也缔造了最快单圈纪录(领先第2名有0.228秒).可惜这辆赛车立刻被FIA判定违法：FIA规定赛车不能装设可以移动的空力套件.布拉汉姆车队辩称这具风扇是作为散热之用,不应受到空力套件规定的限制.但历史上车队和FIA抗争的下场都不佳,BT46B赛车这次也不能例外.车队经理博尼.埃克莱斯通(后来的F1老大)最后还是决定停用BT46B赛车,这辆设计独特的赛车因而仅在F1赛道留下惊鸿一瞥.

其实BT46B赛车也不是第一辆装置风扇的竞技车辆,任职于北美雪佛兰车厂的工程师吉姆.霍尔在1968年就曾设计出车尾装有风扇的Chapparal2J赛车并参加北美的Can-Am比赛,巧合的是这辆赛车也因为速度太快而被大会裁定禁用.看来风扇在大西洋两岸的车辆竞技活动中都得不到垂青. BT46B赛车在F1赛坛的寿命虽短,影响却十分深远.据传莲花车队经理科林.查普曼在从瑞典飞回英国的飞机上就决定替莲花79赛车尾部安装两具风扇.之后有关车身底盘下的空力套件设计更是百花齐放,一直到了1983年FIA将Flat-BottomRegulation(车身下方必须保持平坦)规定导入,禁止了一切由底盘向下延伸的空气动力学设计后,轰轰烈烈的地面效应时代才算是寿终正寝.

这次事件的另一个副产品是：布拉汉姆车队经理埃克莱斯通因为此事而在心中埋下了不如取FIA而代之的种子,成为1980年他率领F1车队联合对抗FISA(FIA前身)的原因之一.

Red Bull 2010

放眼当下，无论何种车赛一定都设有竞赛规范。如果完全无须顾虑各式各样的竞赛规范，只求制造出一台地表上最快速的赛车，那么成品将会是怎么样的一台车子?这台X1，便是根据《GT赛车》一直以来所描绘的梦想蓝图设计的赛车。起初，X1 Prototype采用翼车(wing car)架构，是一台设置了驾驶舱罩的单座原型赛车，就连前轮圈也被紧密地包覆在整流罩当中。车上装载的1500ps马力V6直喷双涡轮引擎，足以发挥时速超过400km、最大横向加速度6G的效能。而这样的构想，在计划伙伴Red Bull Racing车队经手之后，又进一步提升到了更高的境界。参与这次计划的伙伴，同时也是世界首屈一指的赛车制造商的Red Bull Racing车队，对于这台车的期待远远不止于此。于是，以空气力学鬼才之名享誉车坛的Red Bull Racing车队技术总监Adrian Newey，主动提议将“风扇车”的技术运用在X1 Prototype上。Adrian Newey的提议，使得X1 Prototype成为一台在车身后方安装了大型风扇的赛车。另外，Adrian Newey也针对前后扰流翼、后扰流器的形状给了许多建议，使得车身的空力性能进化到更洗练的境界。这赋予了X1 Prototype极速超过450km/h、最大横向加速度达8.75G的性能，几乎已达人体所能承受的极限。

负责在《GT赛车5》当中进行试驾工作的，是著名的F1赛车手Sebastian Vettel。他第1次在铃鹿赛车场试跑时，便将该赛道的F1赛车单圈最佳纪录一口气缩短了20秒以上。更惊人的是，其后在纽堡林GP赛道上进行试驾时，竟然跑出了1分4秒多的单圈成绩，可说充分发挥了X1的潜藏性能。