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主页 > Windshear 公司 - 以风速滚动

Windshear 公司:以风速滚动

MTS - Windshear
MTS 帮助开发了世界上第一个商用满量程滚动道路风洞。

客户面临的挑战

进行汽车空气动力学研究的时候需要使用风洞来开展相关的试验,如何才能让风洞试验尽可能接近真实的车辆运动?无论询问哪位专业人士,得到的答案几乎相同,那就是在风洞中使用与气流等速的运动地面来替代固定的地板。

“在真实的世界中,汽车在路面上运动时,大气和路面则相对不动,但是在传统的风洞中则不然,汽车和地板并不发生移动,气流则在一定的速度运动。” Jeff Bordner 说道。他是总部位于美国北卡莱罗纳州的 Windshear 公司派驻康科德的现场经理。“这时由于摩擦而导致固定地板与车辆底盘之间会产生一个边界层,这个区域内的风速会显著降低,特别是对于竞技赛车或者超级跑车,由于这类车辆的底盘距离地面只有25~75mm(1~3inc)的离地间隙,恰好处于这种边界层之内,所以,固定地板式的风洞试验室无法准确获取此类车辆的空气动力学特性。”

大多数乘用车的离地间隙一般至少为150mm(6 inch),因此边界层的不利影响并没有那么严重,所以,在相当长一段时间内,固定地板风洞被广泛地应用在一般乘用车的空气动力学开发。然而,随着人们越来越重视车辆的燃油经济性,乘用车的空气动力学也需要被准确的建模,所以越来越多的整车厂商和研发机构也预感到需要采用具有滚动路面的风洞设施来开展乘用车的空气动力学研究。

“在北美地区没有配备了滚动路面设施的全尺寸风洞,因此美国的厂商和研发团队不得不飞往欧洲进行此类测试。” Bordner 说,“而且,可以对外开放的风洞试验室其实并不多,特别是在竞技赛车领域,由于竞争的原因能够使用的风洞试验室更少。”

Windshear 公司成立于 2006 年,其目的就是来填补这一项空白。“我们看到了对这种风洞的需求,因此决定建造一座任何团队都可以使用的风洞。”Bordner 说道。为了吸引顶级赛车团队和整车厂,该试验室必须能够实现卓越的测试精确性和可重复性。它还必须具有尽可能高的效率,以便 Windshear 的运营能够保持盈利。”

“我们的目标是提供一流的服务,因此我们意识到我们需要优质的滚动路面设备来配合我们的风洞试验室,” Bordner 说道,“毫无疑问,在车辆专用风洞的滚动路面系统的应用领域,MTS 系统公司具备极其丰富的经验,这其实是吸引我们的最重要的一点。”

MTS 解决方案

Windshear 于 2008 年 9 月开放了其足尺车辆风洞试验室,该试验室配置了滚动道路系统。这是北美第一座具有滚动路面系统的足尺车辆风洞,也是有史以来全球建造的第三座具有足尺车辆滚动路面设施的车辆风洞试验室。更重要的是,该试验室是业内第一个商用合同制具有滚动路面设施的车辆风洞试验室。

该试验室由 Windshear 的母公司 Haas Automation 出资建设。试验室的设计和建设由 Jacobs Technology 公司负责,该公司是全球风洞开发领域无可争议的领头羊。Jacobs Technology 的工程师还负责管理 Windshear 滚动道路风洞的日常运行。

在该闭环式风洞试验室中,过风面积为 160,000 ft2(14,864 m2)。其主风扇直径为 22 ft(6.7 m),额定功率为 5,100 hp,能够产生 180 mph(289.6 km/h)的风速。空气温度变化严格控制在 1˚F(0.6˚C)之内。

MTS Flat-Trac® 滚动道路的有效宽度为 10.5 ft(3.2m),有效长度为 29.5 ft(8.9 m)从0到180 mph(289.6 km/h)所需的加速时间不超过60s。这条“道路”实际上是一条只有1mm厚的连续不锈钢带。在测试过程中,遍布整条钢带的传感器可精确测量每个轮胎抓地力和下压力。

先进的软件有助于实现高度准确和可靠的车辆性能评估,其中包括复杂的控制和数据采集功能,可以实现以往不可现象的对车辆空气动力学的深入洞察能力。测试中没有固定地板风洞普遍存在的边界层,而边界层的存在会限制低离地间隙车辆的空气动力学测试数据完整性。

在 Windshear,用户可以充满信心地进行 空气动力学测试。当测试完成后,所有测试数据文件都会从 Windshear 服务器中删除,以确保测试数据的机密。在该试验室中还设置了一些特殊的设施来确保不同的车辆研发团队彼此不会发现对方,这样也是确保机密的方式之一。

“对于世界各地的竞技赛车或者豪华跑车的开发者来说,这都是一个令人振奋的新机会。”Bordner 说道,“现在,顶级赛车队不再需要建设专有的试验设施,在我们这里,拥有了随时可以使用的安全、先进的测试服务能力。”

 

客户的收益

现在,Windshear的风洞试验室每周工作时间为40小时,而日程表已经被来自北美的纳斯卡赛车和印地赛车团队预订的满满当当。甚至也有来自欧洲和亚洲的车辆研发团队慕名而来希望在Windshear的试验室开展相关的车辆空气动力学测试。

“MTS 和 Windshear 之间的关系非常良好,这让我们能够保持技术上的领先地位,赛车的开发商们也逐渐意识到了这一点。” Bordner 说道,“我们的试验室对MTS完全开放,这样MTS可以将先进的测试与仿真技术带给我们,让更好更先进的测试技术投入现实应用,这样,我们的风洞试验室就可以提供其他试验室无法实现的功能。我们不再需要跟随国外滚动道路风洞设施的发展,相反,他们现在开始向我们取经了。”

根据 Bordner 的说法,在优化 Windshear 设施的测试精确性、可重复性和效率方面,MTS 提供了很多帮助。“我们非常倚重 MTS 在滚动道路设施应用的专业知识,这对于帮助我们实现高水平的数据完整性和效率,这具有不可估量的价值,”Bordner 说道。

2008 年 9 月,Windshear 联合主办了 MTS 滚动道路用户大会,这次会议在北卡罗来纳州康科德市举行,为期两天。用户大会期间,所有使用了MTS 滚动路面的风洞试验室共聚一堂,分享了最佳实践,并了解到了最新技术,同时,与会代表全面参观了 Windshear 试验设施。

“我们抓住机会联合主办了这次会议,因为举办会议的想法与我们对技术的开放态度不谋而合。” Bordner说道, “既然 Windshear、MTS 和 Jacobs Technology 在 Windshear 风洞试验室建设过程中进行了合作,那么其他公司也不必再对这些东西过分保密了。当所有这些专业知识汇集在一起时,就可能会取得不凡的成就,这将会非常有趣,而且大有裨益。”

 

MTS - Windshear

MTS协助建设业内第一家足尺车辆风洞合同制商业试验室。

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