>汽车>>正文

此物只应天上有? 汽车上的这些技术竟来自飞机

原标题:此物只应天上有? 汽车上的这些技术竟来自飞机

【搜狐汽车 真相实验室】(文:石嵩) 地上跑的汽车,和天上飞的飞机,无疑是20世纪人类特别伟大的两项发明。它们的出现,让人们的活动范围可以不再受到限制,不但加快了经济的发展和生产力的提升,而且促进了不同文化之间的交流。随着时间的推移和科技的进步,无论是汽车还是飞机,它们各自的技术水平都有了大踏步式的飞跃。但你是否知道,汽车和飞机这两种工作在不同领域里的交通工具,在技术方面却有着千丝万缕的联系呢?也许更让你想不到的是,在汽车上应用的某些技术,竟然是来自翱翔于天空中的飞机。

就如同早期的老式飞机有着和汽车方向盘造型相似的操纵杆一样,其实同为交通工具的汽车和飞机,二者在技术应用上经常会互相借鉴、各取所长。有些在汽车上应用的成熟技术被引入飞机,同样也有些在飞机上应用的成熟技术被移植到了汽车的身上,两种交通工具就是在这样的互相借鉴中不断地向前发展着。

那么说到今天的正题,现如今在汽车上已经被广泛采用的技术,究竟都有哪些最初是来源于航空领域里的飞机的呢?下面咱们不妨通过举例的方式,来逐个说明一下吧。也许有些您已经想到了,但一定也有一些会让您大出所料哦。

如今在汽车发动机领域已经有着非常高普及率的涡轮增压器,其实就是从飞机移植到汽车上的典型技术代表之一。要知道,早期的飞机所使用的发动机和绝大部分汽车一样,都是采用的活塞发动机。不过由于飞机在高空中飞行,面对的是空气稀薄、含氧量少的自然环境,发动机吸入的空气量较地面有限,氧气量自然就更少了,从而导致飞机在高空飞行时发动机功率下降。

为了能够让飞机在高空飞行期间,发动机依旧保持充沛的动力输出,于是涡轮增压器被应用到了飞机发动机中。而涡轮增压器这个可以有效提升飞机发动机功率的设备,则是瑞士工程师Alfred J. Büchi发明并于1905年取得的技术专利。

在第一次世界大战中,法国工程师Auguste Rateau将涡轮增压器装在雷诺活塞式螺旋桨航空发动机里面,并且取得了初步成功。而在1918年,美国工程师Sanford Alexander Moss给通用电气生产的“自由”V12缸航空发动机装上了涡轮增压器,并在飞机的实际飞行中进一步证实了涡轮增压器的工作效能;到了20世纪30年代,得益于美国在大功率涡轮增压航空发动机技术上取得的重大突破,一系列装备了涡轮增压器且性能强悍的活塞式航空发动机应运而生,并在之后的第二次世界大战中,让美军的战斗机和轰炸机都拥有了非常出色的动力性能。

不过在二战结束后,随着喷气式发动机逐渐成为飞机所采用的主要动力,涡轮增压器在航空领域里的地位逐渐开始落寞了。但是由于涡轮增压器对于提升活塞式发动机的输出功率有着其他技术难以替代的优势,在汽车发动机领域里,涡轮增压依旧是工程师们颇为青睐的一项技术。

1962年,美国通用汽车公司为旗下生产的Oldsmobile Jetfire装备了一台V8涡轮增压发动机,成为了第一款搭载涡轮增压发动机的量产汽车。此后,像1973年问世的BMW 2002 turbo,1978年的SAAB 99等车型,都是早期搭载涡轮增压发动机量产汽车中的典型代表。

20世纪20年代期间,飞机起落架的机轮采用的刹车系统需要较长的距离才能将飞机停下来,并且很容易在工作时将轮胎刹爆。为了能够对这一问题加以改进,法国飞机兼汽车设计师夏布里埃·伏瓦辛(Gabriel Voisin)率先提出了飞机起落架机轮防抱死制动系统的概念,并设计制造出了一套起落架机轮脉冲制动系统。经过试验证明,装备了该系统的飞机可以有效缩短降落时的滑跑距离,并且机轮在刹车时爆胎的隐患也被消除了,这便是最初的防抱死制动系统。

时间进入20世纪40年代中期以后,随着喷气式飞机的逐渐发展,尤其是中、大型喷气式飞机开始出现,更大重量的飞机意味着在降落滑跑时也需要更长距离的跑道,以及性能更加优秀的刹车系统,航空领域对于机轮防抱死制动系统的需求开始变得明显。于是,著名的邓禄普公司研制出了一种叫做Maxaret制动系统的防抱死制动系统,并装备在了20世纪50年代末期的一些主流喷气式飞机上。

不过,由于当时的防抱死制动系统还属于机械控制,制造成本较高,并且可靠性还不够稳定,因此虽然很多汽车厂商已经意识到这种技术有助于优化汽车的刹车性能、尤其是在湿滑路面上刹车的性能,但并没有在汽车领域里得到普及。随着1969年协和式超音速客机首次采用了电子控制的防抱死制动系统,这项技术才真正得到了大部分汽车厂商的认可与重视,于是在20世纪70年代,一些豪华汽车上开始装备防抱死制动系统。

1970年,美国福特汽车公司推出了名为“Sure-track”的后轮防抱死制动系统,被首先安装在了1971年款的林肯大陆轿车上。1971年,通用汽车公司也推出了一款名为“Trackmaster”的后轮防抱死制动系统;同年,克莱斯勒汽车公司联手Bendix公司推出了一款名为“SureBrake”的四轮防抱死制动系统,要比福特和通用所研制的后轮防抱死制动系统更先进,当时克莱斯勒旗下的旗舰车型“帝国”轿车也成了率先装备四轮防抱死制动系统的豪华轿车。后来,随着防抱死制动系统在越来越多的汽车上被应用,其制造成本逐渐降低,技术也愈发成熟,进入20世纪80年代以后,开始在汽车领域里有了大范围的普及。

20世纪50年代之后,世界上主流的战斗机都进入了喷气发动机的时代,同时,火控雷达等先进装备也开始陆续安装到战斗机上,从而使得驾驶舱内被大量的仪表和各种开关所充斥,早已不是二战时期的战斗机所能匹敌的了。装备的更新升级带来的不仅仅是性能方面的提升,对于飞行员的要求也是越来越高。因此,战斗机飞行员在外出执行任务时,不光要经常观察座舱外的环境,还得频繁地扫视座舱内密密麻麻的仪表以及繁杂的飞行数据。由于需要不断地抬头和低头,并且频繁地变换眼睛的焦距,这给战斗机飞行员造成了很严重的眼睛负担。正是基于此原因,对平视显示器技术也就是人们常说的HUD的需求开始被催生出来。

平视显示器的基本原理其实并不复杂,无非就是通过光学反射,将最重要的那些飞行数据投射在战斗机座舱前方的玻璃屏幕上。由于玻璃屏幕的高度和飞行员的眼睛大致成水平,并且投射到玻璃屏幕上的数据影像将焦距调整为无限远,因此飞行员可以在目视前方的时候一并将最为重要的飞行数据看在眼中,免去了频繁低头查看仪表的不便,同时还能够对座舱外的环境了如指掌,眼睛的视觉疲劳感明显降低。如今,HUD平视显示器技术已经成为军用飞机普遍采用的一项技术,甚至一些先进的民用飞机也开始使用该项技术。

正是由于HUD平视显示器技术有助于降低眼睛负担,能够让飞行员更加专注于驾驶,因此该技术也逐渐被汽车厂商们所重视,并成为了优化汽车驾驶体验、帮助汽车驾驶员安全驾驶的一项新事物。1988年时,美国通用汽车公司为旗下的Oldsmobile Cutlass装备了HUD平视显示器,成为第一辆装备该技术的汽车;而随着时光的推移,如今平视显示器技术已经在很多车型上被使用,早已不再算是什么新鲜事物了。

早期的飞机,飞行员通过操纵杆控制机身上的翼面和舵面都是采用纯粹的机械传动;后来随着飞机飞行速度的提高和飞机机身的增大,机械传动已经无法满足操控要求,因此液压传递操控技术在飞机上开始大范围应用;而由于飞机性能的进一步提升,液压传递操控的反应速度、精准程度已经无法满足先进飞机的需求。在这样的背景之下,更为先进的电传操控技术便应运而生了。

说得通俗一点儿,所谓飞机的电传操控,其实就相当于是飞行员并非直接控制飞机,而是控制一台电脑,进而再由电脑去控制飞机。例如,飞行员在操纵杆以及各种设备上所做出的操作,转化为电信号并传输给电脑,经过电脑处理之后再传递至相对应的翼面或舵面,之后由对应位置的电动装置完成各种飞行动作。由于电传控制的反应速度快、操作精准,如今已经被航空领域所广泛采用。无论是民用飞机,还是各种军用飞机,都已经大范围地普及了电传操控技术。

基于以上的这些优点,电传操控技术在各路飞行器上大放异彩之后,也开始逐步向汽车领域扩展。比较具有代表性的,便是英菲尼迪Q50轿车。该车的转向系统便融入了来自于飞机上的电传操控技术,方向盘和转向轮之间完全由电信号来传动并进行控制,当驾驶员转动方向盘发出转向指令后,车辆的转向机构便会自动完成相关的动作,确保车辆按照驾驶员的意图行驶。

英菲尼迪研发的这套电传操控转向系统,被称为“DAS线控主动转向”,被认为是第一个应用到量产汽车的数字电传操纵技术成果。该系统通过三套相互独立的电子控制单元综合计算路况和驾驶员的操作意图,最终通过线缆控制转向电机操纵转向轮完成转向。当然为了确保安全,英菲尼迪Q50依旧保留了一套机械转向系统以作备用。

返回搜狐,查看更多

责任编辑:

声明:本文由入驻搜狐号的作者撰写,除搜狐官方账号外,观点仅代表作者本人,不代表搜狐立场。
阅读 ()
投诉
免费获取
今日推荐