風扇車

風扇車是一種能產生風 （或氣流）的機械，也叫“颺（揚）扇”、“揚谷器”、扇車或揚車。發明於漢代，由人力驅動，用於清選糧食。在概念上人們往往會把它與利用風力作業的機械即風車相混淆。

基本介紹

• 中文名：風扇車
• 定義：產生風 （或氣流）的機械
• 別名：“颺扇”“揚谷器”扇車或揚車
• 發明朝代：漢代
• 記載：《急就篇》《天工開物》
• 現代套用：風扇車（風扇賽車）

知識點

1、風扇車是一種能產生風 （或氣流）的機械，用於清選糧食。

2、風扇車由人力驅動，有別於利用風力作業的機械——風車。

3、風扇車的進氣口總是位於風腔中央，是所有離心式壓縮機的祖先。

發明年代

其發明年代至遲不會晚於西漢時期。漢代史游《急就篇》有“碓石豈扇頹舂簸揚”說。此處之“扇”便是“扇車”。

結構

風扇車的組成是在一個輪軸上安裝若干扇葉，轉動輪軸就可產生強氣流。西漢時長安有名的機械師丁緩發明了“七輪扇”，是在一個輪軸上裝有7個扇輪，轉動輪軸則7個扇輪都旋轉鼓風。《武經總要前集》中繪有一個以軸上曲柄轉動的風扇車。王禎《農書》所繪的風扇車，輪軸上亦裝曲柄連桿，以腳踏連桿使輪軸轉動。以上所述，都是開放式風扇車，它們沒有特設的風道，因此，風扇產生的風是向四面流動的。

《武經總要》中的風扇車圖

原理

宋應星《天工開物》中則繪有了閉合式的風扇車，從中可見，在裝有輪軸、扇葉板和曲柄搖手的右邊，是一個特製的圓形風腔，曲柄搖手的周圍圓形空洞，就是進風口，左邊有長方形風道，來自漏斗的稻穀通過斗閥穿過風道，飽滿結實的穀粒落入出糧口，而糠粃雜物則沿風道隨風一起飄出風口。這種閉合式的風車，可能產生於西漢晚期，一直沿用至今日的偏僻農村之中。

風扇車的工作原理

出土

河南濟源縣泗澗溝西漢晚期墓及河南洛陽市、山西芮城縣城南、山東臨淄縣金嶺等地的東漢墓中也分別出土過陶風扇車。

壓縮機的祖先

李約瑟博士認為，無論怎樣演變，中國旋轉式風扇車的一個驚人特點，是進氣口總是位於風腔中央，因而它是所有離心式壓縮機的祖先。

風扇車的演變

風扇車

所謂的風扇車，是指用風扇強制導出車子下方的氣流，降低車底氣壓以產生強大的下壓力，讓車身緊緊吸附在路面上。這種車的特徵在於不論速度快慢，車身都能獲得龐大的下壓力，大幅提升了車子在低速彎道上的過彎速度。

風扇車的威力早已在賽車史中獲得證明。1970年的加拿大-美國挑戰杯競賽(Canadian-American Challenge Cup)當中，Chaparral Cars 派出一台名叫2J的風扇車參賽。由於這台車實力太過強勁，當屆競賽結束後即遭到禁賽。而在F1賽車界，1978年時Brabham車隊也派出一颱風扇車「BT46B」參賽，卻也因為在賽事以壓倒性的速度奪冠，而在賽後即遭禁賽。

風扇車

Chaparral Cars 2J

BT46B

長達3周的F1暑假期間正好是回顧過往F1秘密檔案的最佳時機,繼之前曾提到的CVT無級變速系統後,今天要介紹的是僅在1978年瑞典站出現過一次的布拉漢姆BT46B風扇賽車.1978年瑞典站GP大賽被列入到每一本F1史冊中,究其原因並不是因為瑞典安德斯托普賽道的風景出色,或者比賽過程特別刺激,而是這場比賽中出現了革命性的布拉漢姆BT46B賽車.

要介紹布拉漢姆BT46B賽車,就不能不先解釋一下F1賽車的空氣動力學原理,眾所皆知,影響賽車單圈成績的關鍵在於過彎速度,而要縮小通過彎道所需花費的時間,仰賴的就是抓地力.如果抓地力不夠卻硬是以較高的速度過彎,後果只能是打滑失控,即整輛賽車失去控制並偏離過彎時應循的正常軌跡.提升抓地力方法有兩種,除了輪胎以外,另一個來源就是空氣動力學抓地力(AerodynamicGrip). 　布拉漢姆BT46B賽車之所以成為F1賽車科技的里程碑,就是因為它將地面效應原理髮揮到了極致.1978年可說是地面效應年,首先是蓮花車隊在車身兩側加上了裙腳,這可以阻止空氣從賽車兩側流入底盤下方,在沒有空氣流入的底盤造成了類似真空的效果,讓賽車牢牢地黏在地面上.3個月後布拉漢姆空力設計師戈登.穆雷(後來轉戰麥拿輪並於80年代末設計出著名的MP4-5型賽車)即推出了布拉漢姆BT46B與之抗衡.該賽車最大的特色就是在車身後段安裝一個巨型風扇,風扇在車輛行駛過程中發揮出類似吸塵器的效果,不停將車底的空氣向外抽出,再配合車身兩側的軟質裙腳,BT46B可說是一輛不折不扣的吸盤賽車.擁有過人的科技優勢,BT46B賽車自然一上場就是領頭羊.著名車手勞達在瑞典站以34.019秒的領先幅度輕鬆奪冠,也締造了最快單圈紀錄(領先第2名有0.228秒).可惜這輛賽車立刻被FIA判定違法：FIA規定賽車不能裝設可以移動的空力套件.布拉漢姆車隊辯稱這具風扇是作為散熱之用,不應受到空力套件規定的限制.但歷史上車隊和FIA抗爭的下場都不佳,BT46B賽車這次也不能例外.車隊經理博尼.埃克萊斯通(後來的F1老大)最後還是決定停用BT46B賽車,這輛設計獨特的賽車因而僅在F1賽道留下驚鴻一瞥.

其實BT46B賽車也不是第一輛裝置風扇的競技車輛,任職於北美雪佛蘭車廠的工程師吉姆.霍爾在1968年就曾設計出車尾裝有風扇的Chapparal2J賽車並參加北美的Can-Am比賽,巧合的是這輛賽車也因為速度太快而被大會裁定禁用.看來風扇在大西洋兩岸的車輛競技活動中都得不到垂青. 　BT46B賽車在F1賽壇的壽命雖短,影響卻十分深遠.據傳蓮花車隊經理科林.查普曼在從瑞典飛回英國的飛機上就決定替蓮花79賽車尾部安裝兩具風扇.之後有關車身底盤下的空力套件設計更是百花齊放,一直到了1983年FIA將Flat-BottomRegulation(車身下方必須保持平坦)規定導入,禁止了一切由底盤向下延伸的空氣動力學設計後,轟轟烈烈的地面效應時代才算是壽終正寢.

這次事件的另一個副產品是：布拉漢姆車隊經理埃克萊斯通因為此事而在心中埋下了不如取FIA而代之的種子,成為1980年他率領F1車隊聯合對抗FISA(FIA前身)的原因之一.

Red Bull 2010

放眼當下，無論何種車賽一定都設有競賽規範。如果完全無須顧慮各式各樣的競賽規範，只求製造出一台地表上最快速的賽車，那么成品將會是怎么樣的一台車子?這台X1，便是根據《GT賽車》一直以來所描繪的夢想藍圖設計的賽車。起初，X1 Prototype採用翼車(wing car)架構，是一台設定了駕駛艙罩的單座原型賽車，就連前輪圈也被緊密地包覆在整流罩當中。車上裝載的1500ps馬力V6直噴雙渦輪引擎，足以發揮時速超過400km、最大橫向加速度6G的效能。而這樣的構想，在計畫夥伴Red Bull Racing車隊經手之後，又進一步提升到了更高的境界。參與這次計畫的夥伴，同時也是世界首屈一指的賽車製造商的Red Bull Racing車隊，對於這台車的期待遠遠不止於此。於是，以空氣力學鬼才之名享譽車壇的Red Bull Racing車隊技術總監Adrian Newey，主動提議將“風扇車”的技術運用在X1 Prototype上。Adrian Newey的提議，使得X1 Prototype成為一台在車身後方安裝了大型風扇的賽車。另外，Adrian Newey也針對前後擾流翼、後擾流器的形狀給了許多建議，使得車身的空力性能進化到更洗鍊的境界。這賦予了X1 Prototype極速超過450km/h、最大橫向加速度達8.75G的性能，幾乎已達人體所能承受的極限。

負責在《GT賽車5》當中進行試駕工作的，是著名的F1賽車手Sebastian Vettel。他第1次在鈴鹿賽車場試跑時，便將該賽道的F1賽車單圈最佳紀錄一口氣縮短了20秒以上。更驚人的是，其後在紐堡林GP賽道上進行試駕時，竟然跑出了1分4秒多的單圈成績，可說充分發揮了X1的潛藏性能。