通過研究指叉球來改善汽車油耗性能

目錄

?	直線球?yàn)楹尾粫侣洌?/a>
?	水為什么不筆直流下？
?	轉(zhuǎn)速的差異導(dǎo)致了下落時高度差的不同
?	原職業(yè)選手解說美國職業(yè)棒球大聯(lián)盟的“怪物指叉球”
?	車身后部刮起了臺風(fēng)??？
?	車頂上的那個結(jié)構(gòu)有何作用
?	以工作為樂，以事業(yè)為傲

為什么棒球中的指叉球會在擊球手的身前下落？據(jù)說其中原理與改善汽車的油耗性能有關(guān)。

我們采訪了豐田硬式棒球部“RED CRUISERS”的王牌——嘉陽宗一郎投手。原屬中日龍隊(duì)的吉見一起先生曾評價這位投手的實(shí)力“足以與職業(yè)球員相媲美”，讓我們一起來看看他實(shí)際投球的表現(xiàn)。

但這與汽車油耗有什么關(guān)系呢？

直線球?yàn)楹尾粫侣洌?/h2>

要搞懂“指叉球?yàn)楹螘侣洹边@個問題，首先需要理解“為什么直線球不會下落”。

毋庸置疑，地球上的物體會由于重力的影響而向下墜落。因此，其實(shí)不受重力影響的直線球更容易令人印象深刻。

假設(shè)球受到的唯一作用力是重力，那么從投手丘以144km/h的速度投出的球在到達(dá)捕手位置時應(yīng)該已經(jīng)下落了1米。

然而，堪稱“筆直而來”的直線球的運(yùn)動軌跡并非如此。

接下來讓我們通過一個簡單易懂的案例來探尋其中原理。

水為什么不筆直流下？

各位可能見過水龍頭里流出的水會沿著勺子的曲面彎曲下落，并且沒有飛濺出來的現(xiàn)象。

這是因?yàn)樗?、空氣都有沿著墻壁表面流動的趨勢?/p>

如果我們把圖中的這一原理放到球上來看，那向左投擲的球就會受到向右的風(fēng)的影響。如下圖中紅色箭頭所示，氣流上下分開，沿著球的曲面流動。

如果不考慮球自身旋轉(zhuǎn)帶來的影響，那么上下的力是平衡的。然而，如下圖中紫色箭頭所示，實(shí)際上直線球會受到后旋力的影響。

受后旋力影響，球的上側(cè)會產(chǎn)生更多氣流，從而產(chǎn)生浮力，使直線球飛在空中的距離更長。

那么嘉陽宗一郎選手對于自己投出的球的旋轉(zhuǎn)情況有多大程度上的認(rèn)知呢？

轉(zhuǎn)速的差異導(dǎo)致了下落時高度差的不同

那么，指叉球?yàn)楹螘趽羟蚴值纳砬跋侣淠兀?/p>

直線球的轉(zhuǎn)速一般約為2200轉(zhuǎn)/分，指叉球的轉(zhuǎn)速為其一半。

直線球和指叉球不同的轉(zhuǎn)速，會有什么影響呢？請看下方視頻。

指叉球因其轉(zhuǎn)速更低，受到的向上拉的浮力也更小，比起直線球，受重力影響更大，因而很快就會下落。

*所謂的二縫線速球、四縫線速球，投球手的握法也會導(dǎo)致球運(yùn)動的變化，本文不做過多說明。

后文將請到某位前職業(yè)棒球選手，為我們介紹“讓他備受沖擊的指叉球”。此外，實(shí)際上汽車的某個設(shè)計(jì)，也會對油耗產(chǎn)生影響，讓我們一同來揭秘吧！

原職業(yè)選手解說美國職業(yè)棒球大聯(lián)盟的“怪物指叉球”

RED CRUISERS的細(xì)山田武史教練曾作為捕手活躍在職業(yè)棒球的世界，他為我們介紹了他人生中見過的最令人驚嘆的指叉球。

肉眼看不見的空氣流動會產(chǎn)生很大的影響。這句話同樣適用于“油耗低的車”。

這背后有很多冷知識想教給大家。只需2分鐘左右，就能知曉汽車的空氣動力學(xué)知識。放輕松，讓我們一起來看看吧。

車身后部刮起了臺風(fēng)??？

在設(shè)計(jì)汽車時，設(shè)計(jì)師們會考慮車身形狀和空氣動力零部件等對空氣阻力的影響。

汽車的空氣阻力有兩種。其實(shí)很簡單，請想象一下“翻過來的傘”和“滑梯”。

就像滑梯一樣，空氣與接觸面（指車身表面）之間產(chǎn)生的是“黏性阻力”。

汽車在行駛時，不斷與空氣碰撞。因此，車身的表面積越小，摩擦面越小，油耗也就越低。

接著我們來介紹壓差阻力，類似于傘在強(qiáng)風(fēng)中翻過來，與空氣移動逆向移動時，就會受到“壓差阻力”。

這也是讓油耗變差的主要原因之一，我們用一小段童真有趣的動畫進(jìn)行簡單明了的說明。

車身前部與空氣碰撞形成“高壓”，后部又會產(chǎn)生類似于臺風(fēng)的渦流，形成“低壓”。這個壓力差越大，油耗就會越大。

也就是說，如果氣流能沿著車身表面流動而不剝離，干凈利落地流動到后部，就能讓油耗變小。

我們經(jīng)?？吹降钠嚨男螤?，對解決這些問題起到了一定的作用。來看看具體的例子，或許從今天開始，各位讀者對汽車外觀的看法會有所改變。

車頂上的那個結(jié)構(gòu)有何作用

首先，請看汽車側(cè)面部分的結(jié)構(gòu)。大家一定見過這些凹凸結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)吧。

當(dāng)氣流遇到這些凹凸不平的地方，速度慢的氣流便會向遠(yuǎn)離車身的外側(cè)流動，速度快的氣流則會向車身表面方向移動。如此一來，氣流不會從車身上剝離，也就不會產(chǎn)生大的渦流，有益于減少油耗。

同樣，防止大渦流產(chǎn)生的另一個結(jié)構(gòu)就是后擾流板。讓我們通過解析視頻來了解一番吧。

之所以后擾流板能夠起到降低油耗的作用，其原因是將渦流產(chǎn)生的點(diǎn)移動到了車后方更遠(yuǎn)的地方。順帶一提，運(yùn)動車型的后擾流板除了會起到“渦流后置”效果外，還考慮到了下壓力產(chǎn)生的問題，以及提高了操控穩(wěn)定性。

在本期時報(bào)介紹前，可能很多讀者會認(rèn)為這些凸起只不過是為了美觀而進(jìn)行的設(shè)計(jì)吧。但其實(shí)它們更重要的目的是減少空氣阻力。像這些不易察覺的設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)，其實(shí)在平日里大家經(jīng)常乘坐的汽車身上還有很多。

以工作為樂，以事業(yè)為傲

就像本篇報(bào)道一般，豐田一直在以有趣、熱門的話題作為切入點(diǎn)，解說一些較為難懂的技術(shù)，致力于讓更多人了解到“造物的樂趣”。

1949年，為推廣造物的樂趣，由豐田技術(shù)人員構(gòu)成的“豐田技術(shù)會”在公司內(nèi)部創(chuàng)辦了一本信息雜志?，F(xiàn)在，該雜志已轉(zhuǎn)型成為了面向會員開放的網(wǎng)絡(luò)雜志。

雜志特輯的內(nèi)容五花八門、風(fēng)趣幽默，如“從橄欖球賽中的鏟球聯(lián)想到的碰撞安全性問題”“設(shè)想‘絕對能夠成功的車內(nèi)求婚’場景中，最受歡迎的商品是什么”等。

想要實(shí)現(xiàn)“制造更好的汽車”，勢必要面臨全新的挑戰(zhàn)、跨越一個個難題。但也正因?yàn)橐鎸Φ摹邦}”越難，克服起來才越有樂趣。

這些從心底享受造物的技術(shù)人員們，現(xiàn)在也一定正在埋頭于各自的一線，制造著什么有趣的東西吧。