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看“寻血猎犬”怎么挑战陆上1609Km/h的极速记录
2015-02-06 10:17:55  出处:车云网   编辑:快科技   点击可以复制本篇文章的标题和链接

今年八月,一辆产于英国的“寻血猎犬”将会顺着南非绵延的沙漠,狂飙出1,600km/h的目标速度。如果一切顺利的话,它将把世界陆上极速纪录保持者——“超音速推进号”甩在身后的沙浪中。声音在15℃空气中的速度约为1224km/h,在这辆贴标“超音速”的猛犬面前,即便是声呐设备也已相形见绌。


“寻血猎犬”(bloodhound)

一辆新车,两位旧识

飞机是人类向往天空的产物,超音速汽车是地面工具对音障的破除。创下首个超音速记录的汽车即为上文提及的“超音速推进号”(Thrust SSC)。1997年,设计者Richard Noble将这辆车拉进黑岩沙漠,跑出了一英里内1227.986m/h的成绩,刷了世界记录的榜单。


芬特里交通博物馆中的“超音速推进号”(Thrust SSC)

从外形看,“超音速推进号”酷似折去机翼的飞机。车身两边各有一只的大型“风扇”,正是这辆车使用的劳斯莱斯“斯佩”系列涡轮引擎。驾驶该车打破记录的Andy Green时任英国皇家空军的战斗机驾驶员。“超音速推进号”俨然就是超音速飞机的地面姐妹版。

把“超音速推进号”安置在位于英格兰工业城Coventry的柯芬特里交通博物馆后,Richard Noble迷上了“更快”的游戏,他启动了“寻血猎犬”项目,并担任了负责人。今年8月的试车人仍然是老搭档Andy Green,这次猎犬要破“超音速推进号”的记录,像是两位旧识对自己下的战书。

也许是基于减轻阻力的考量,再次挑战世界纪录的战车已经瘦身成为了铅笔型。车身长14米,宽1.8米,重7吨。配合惊人的车速,车身全部用航空级铝锻造,底座和车轮则选用了高强度钛合金。除此之外,Richard Noble还为动力系统加上了砝码。

动力双雄:涡轮增压发动机+火箭混合动力系统

猎犬车的动力系统由涡轮增压发动机和颇有特色的火箭混合动力系统组成。

这款代号为EJ200的涡轮增压发动机,是劳斯莱斯打造的强大动力心脏,同时还被搭载在欧洲“台风”战斗机上。与它配合的是一台550马力的捷豹V8引擎,它的作用仅仅是将燃料输送到车身搭载的火箭中。

起步阶段,由EJ200为猎犬者提供动力,当车的加速到560km/h后,位于车顶的混合火箭发动机将启动并继续为车辆提供加速动力。过氧化氢溶液在催化剂的作用下,泵送通过滤网后迅速分解,生成的氧气为火箭燃料助燃。另外过氧化氢本身就是一种燃料,在分解为水和氧气的过程中提供少量能量,整个过程是一个放热反应。

这个火箭引擎来自挪威的Nammo。2014年12月上旬,猎犬团队的火箭合作商纳莫公司对首批三台大型混合火箭发动机进行了测试。以下的测试视频里,火箭的尾部火焰喷射到水面,高温下镜头前扬起了湿热的水汽。

暂不支持视频播放,可通过文章底部链接访问原文查看。
Nammo混合火箭发动机测试视频

今年8月的沙漠试驾中,“寻血猎犬”只会安装一枚火箭,等到2016年会添上两枚。关于火箭为什么变成了3个,造车人的解答是,阻力会随着速度增加呈立体几何倍数飙升,车子需要更加强大的推力。

不怕跑不快,就怕停不下来

世界陆上极速测试会记录任何附有轮子的汽车在陆地上所能达到的最高速度,标准为经过一段特定距离,取来回两次的平均速度。所以“寻血猎犬”不是蒙头狂飙,而要在开出一段距离后调头返回。

车辆的加速将分为两个阶段,12秒内从0加速到160km/h,然后的25秒内,速度从160km/h飙到1609km/h。当达到560km/h时,发动捷豹V-8引擎,泵入浓缩的过氧化氢,过氧化氢分解为水和氧气,点燃舱内的燃料,启动火箭助推。车辆将在3.6秒、一英里的距离内,达到1609km/h的速度。这时,车身也会受到20吨的推力,以及15吨的空气阻力。

在调头之前需要进行制动,整个制动首先停止供应过氧化氢溶液从而停止火箭开始,随后输往涡轮增压发动机的燃料流也被切断。制动前段依靠强大的空气阻力,速度每秒会下降96km/h,大约3秒之后,在20秒内维持3个g的减速度。在1,287.5km/h驾驶员打开空气制动,使车辆保持3个g的减速度。在沙地上滑行5-6英里速度降到约260km/h时,踩刹车制动。

暂不支持视频播放,可通过文章底部链接访问原文查看。
吉尼斯世界纪录公布的“寻血猎犬”介绍视频

停止整个传动装置后,猎犬车会在山地上来个U型甩尾调头,在地面画出直径为240米的刹车圆后,驾驶员给车辆再来上一吨过氧化氢,半吨航空煤油,向捷豹的引擎加入一点无铅汽油。然后卯足劲再来一次。

可能你在为猎犬能否跑出目标速度捏一把汗,但项目发言人Jules Tipler对“寻血猎犬”的速度很有信心。目前整个团队在操心的,却是如何制动(古话说上山容易下山难不是木有道理的)。“这片沙地长达19km,约3.22km宽,没有那么多距离留给我们减速”。而且这个流程安排还是一切顺利的情况。如果不那么幸运,可以开启两个降落伞制动。但这只是权宜之计,因为下次测试前还要把降落伞收回去,会浪费不少时间。计划上一天会跑上几趟,如果省下收伞时间,或许就可以多跑一两次。

在硅谷测试一辆超音速汽车

距离正式挑战还有数月时间,碍于猎犬车的特殊性,前期测试成为了难题:每一次测试,要用不同的速度,在不同的温度和风力条件,车还必须要保持适度漂移——既不会像飞机一样飘得太高,也不会死死抓着地面奔不起来。而且有别于传统汽车的极速,决定了“寻血猎犬”不能采用传统的风洞测试和图纸模拟,它的每一项处理细节都必须经由一组功能强大的超级计算机矩阵来模拟。

寻血猎犬的测试会在硅谷进行,会尽可能采取低风险和小成本的方式——计算机流动力学模拟分析。这项技术经常被用在发动机的设计过程中,工程师利用它作为工具,代替飞行员“驾驶飞机”,从而调整空气动力学参数。“测试结果是根据模型测试获得的”,项目系统工程师Joe Holdsworth介绍道,“所以你还需要将模型结果和实际动力学参数作对比”。

考虑到这一点,测试的猎犬车目前还只是搭了一个骨架。车上将会搭载500个传感器,包括一系列可为工程师拍摄感兴趣镜头的摄像机,还有三块驾驶舱内的屏幕。屏幕上的画面可以帮助驾驶员弥补狭窄视域里看不到的内容,这些内容会从小型可延展亚克力窗处获得。不过这个窗户的开口会尽可能的小,这主要是考虑到表面铝制材料的脆弱性。另外,在车身铝制材料的表面,还扎了192个密密麻麻的小洞,每个洞都连接着空气压力传感器,用以测量车身周围的空气压力情况。

这些传感器会收集两种数据。一种极为详细,储存后用于日后模型制造,另一种用于实时交换的数据量比较小,用来辅助驾驶员在行驶过程中保持安全。实时数据同样会传送到网络云端,但不是用于事后分析,而是为未来设计提供依据。

“寻血猎犬”在硅谷的测试会与公众分享。英国机械工程师学会伦敦总部已经公布了“寻血猎犬”SSC的总设计图。图纸将会分发给英国的5,700所中小学以及全球数千个科研组和个人分享。项目中至少有10人在学校中做过讲演或是参与了公共活动。这辆车以开源方式向学术界科普了技术内容,同时也收到了充足的资金赞助。

车云小结

好奇“寻血猎犬”这个名字的人,八卦下来的收获,估计是下面这个关键词——不屈不挠。恰好就把它赠给执着于超音速汽车的造车人吧。

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