硬核解析！风阻系数越小 油耗和动力就越好吗？| 析技

作者丨张一弛

责编丨听雪吃火锅

“风阻系数”是厂商做产品宣传时经常能听到的一个名词，尤其是在电动汽车领域，风阻系数似乎成为军备竞赛中的一个重要战场，但其实这项指标并没有宣传的那么玄乎，而且多数人对它还存在着诸多误解。

第一个误解是风阻系数越小油耗/电耗越低，当然严格的说二者之间是有关系的，只不过它对于油耗/电耗的影响很小，几乎可以忽略不计。如何来理解这个问题，想想看汽车前进时会遇到哪些阻力，一个是地面的摩擦力，另一个是就是空气阻力。注意空气阻力和风阻系数可不是一件事，空气阻力是一个变量会随着速度的变化而变化，风阻系数对于一台车来说基本上是一个恒量，它只与车辆的外观形状有关。

空气阻力和风阻系数的具体关系如公式：F=(1/2)CρSV^2。

F为空气阻力，C为空气阻力系数（也就是风阻系数），ρ为空气密度，S物体迎风面积，V为物体与空气的相对运动速度。

从公式可以看到与空气阻力“F”关系最大的是速度“V”，他们是成平方正比关系，也就是速度每增加一倍空气阻力会增加四倍。而风阻系数“C”虽然和空气阻力也是正比例关系，但是风阻系数本身相差都不大，比如保时捷Taycan的风阻系数是0.22算是优秀水平，而普通水准也能达到0.25左右。

而另外一个参数，物体迎风面积“S”它的差距就很大了，SUV和轿车可能会差到一倍。所以SUV的油耗普遍高于轿车，并不是二者的风阻系数差了很多，而是迎风面积的差异所导致的。

这里又引出另一个误解，风阻系数不是意淫出来的，而是通过实验模型计算出来的。具体的计算过程就比较复杂了，比如需要wind tunnel，water tunnel等实验以及类似与表面粗糙相关无量纲数的方程来计算。简单的说和风阻系数相关的是，物体的形状以及表面的粗糙程度。

所以想当然越大的物体风阻系数越大是完全错误的，相关的研究数据表明，越接近水滴形状的物体风阻系数越低。

不过这张图所示数据都是在低速状态下，假如达到音速或者超过音速那么就是另外一套计算法则了，所以你看亚音速飞机都是圆头的，而超音速飞机都是尖头的，这种造型的差异与风阻系数是有很大关系的。

有点跑题，说回汽车也是那个道理，SUV的风阻系数不一定高，超级跑车的风阻系数也不一定低，即便是目前风阻系数最小的车也比不上波音777。

在知道风阻系数的定义和影响它的相关因素之后，我们再来讨论之前说的一个问题。前面我说：风阻系数对于一台车来说基本上是一个恒量，之所以说“基本上”是因为一台车的形状基本不会变，但如果较真的话它的表面光滑程度是会改变的。比如一个月没洗的、满身泥土的车，和刚刚洗好打完蜡的车风阻系数一定是不同的；还有打开车窗和关闭车窗，也会影响风阻系数，但是这种影响转换到油耗上就可以忽略不计了。

总之风阻系数是一个极其抽象的概念，不是凭借思辨就可以想明白的事情。很多营销话术，比如运用的什么设计，隐藏式门把手之类的，它确实可以降低迎风面积，但是否降低了风阻系数还真不一定。

另外关于风阻系数也不是越小越好，之前也说了水滴形是风阻系数最小的造型，但是路上却没有这种造型的车，这是因为下压力是必须要有的。

也许“下压力”会让你联想到赛车，但是家用车同样需要下压力，不然高速行驶时的产生的升力会让轮胎失去抓地力，从而导致失控。至于如何了制造下压力，可以通过下面两张来理解：

车身空气动力示意图

车底空气动力示意图

先看车底部分，是利用伯努利定理和文氏管效果来实现下压力的，也就是流过车底的空气快所以压力低，这片低压区可以的让车的底盘吸在地上，这就是“地面效应”，跑车那些夸张的尾部扩散器就是为了强化这一效应。但是这个越复杂，相应的风阻系数也会增大。

再说车身的部分，下压力主要来自于前挡风区域，这也很好理解，它的尾翼的道理一样，与空气形成一个攻角。当空气撞上来时，可以利用平行四边形法则来分析，这个力可以分解成两部分，一个是向后的阻力，另一个就是向下的下压力。如果还不理解，可以简单做个试验，手掌朝上伸出窗外，然后逆时针旋转一定的角度，如此就能感觉到风把手掌向后、向下压。

为了制造下压力，汽车必须设计出合适的空气动力外形，如此势必会增加风阻系数。而那些强调运动性能的超级跑，风阻系数会更高，比如三大神车迈凯轮P1、保时捷918、法拉利La Ferrari他们的风阻系数都在0.35左右，比很多SUV还高，如果是F1赛车那么风阻系数就更高了。

所以风阻系数不仅和油耗/电耗关系不大，与性能也没有什么关系。虽然超跑和赛车的风阻系数大，但是它们的迎风面积小，总的来说风阻还是比SUV要低的，而且车身轻啊，自然跑的飞快。

风阻系数是一个被营销滥用的一个名词，本来它应该是和“悬架几何”、“滚动中心”、“主销接地距”这些名词一样不为人知才对。既然被拿出来做为宣传点，那么我们也得大概知道它是怎么一回事，如果实在搞不明白，那就记住这个名词和我们日常驾驶什么关系就好了。