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大家看現在的汽車,經常聽到鷹眼式大燈、虎嘯式前臉、魚型車身等;更有些車型直接就以動物來命名,比如捷豹、野馬、甲殼蟲等;還有些車型的車標就是一種動物,比如野馬是一匹奔跑的馬、法拉利是一匹直立的馬、標緻是一隻獅子,等等。那麼為什麼很多車都與動物有關呢?這就牽扯到一個很複雜的學說:仿生學。可以說,汽車與仿生學有密不可分的緊密聯繫,很多汽車的設計靈感以及功能開發都是從動物身上獲取的。

鷹眼大燈、虎嘯前臉、鷗翼門——說說汽車設計中的仿生學原理

首先了看看什麼是仿生學。所謂的仿生學是指人類模仿生物的功能、形態等,用來指導發明創造的科學。說起來非常的高大上,事實上是極為簡單也是極為常見的,比如飛機,就是人類模仿鳥的飛行原理製造出來的;再比如鋸,是人類被植物葉子鋒利的邊緣划傷之後發明的;其它的還有雷達、潛水艇等等,都是人類受到動物的啟發后研製出來的。其實地球上的各種生物,從誕生的那一刻開始,就在不停的進化,在漫長的進化史中,獲得了極強的適應自然界的能力。人類向生物學習,從中獲取設計靈感,其實也是人類適應自然界的一種進化。

鷹眼大燈、虎嘯前臉、鷗翼門——說說汽車設計中的仿生學原理

那麼人類在汽車設計上都應用了哪些仿生學的原理呢?總體說來,可以從外形上、結構上和功能上這三方面來討論。

首先來說說汽車的外形設計。應該說在這方面,汽車借鑒仿生學是最多的。很多車型都是借鑒甚至是直接仿製動物的外形,最著名的就是大眾的甲殼蟲汽車,它的造型簡直就是一隻等比例放大的鋼鐵甲殼蟲;其它的比如吉利的熊貓汽車,外形也神似一隻憨態可掬的熊貓;還有美國的道奇蝰蛇,就像一條靈動的蝰蛇在飛舞;日本的光岡大蛇,就像一條吐著信子的大蛇在躍動;前蘇聯的伏爾加轎車,就像一隻極速奔跑的小鹿;等等。

鷹眼大燈、虎嘯前臉、鷗翼門——說說汽車設計中的仿生學原理

現在汽車的整體造型,也是借鑒於仿生學而來的。現在的汽車車身,基本都是楔形車身,它的特點是前低后高,呈流線型,空氣阻力係數小。這樣的造型其實是借鑒了水中的魚的造型,魚在水中游,阻力非常小;汽車在空氣中行駛,阻力當然也是越小越好,魚的楔形體型給汽車設計師極大的啟發,甚至有一段時間魚型車身極為流行,後來由於安全方面的原因才不得不捨棄。

鷹眼大燈、虎嘯前臉、鷗翼門——說說汽車設計中的仿生學原理

汽車不僅僅是在整體造型上仿製生物,在一些外觀細節上也高仿野生動物。比如我們常說的「虎頭奔」,就是說這款車的車頭部分像一隻老虎的前臉一樣,充滿了威武、霸氣;還有寶馬的鷹眼大燈,專註、兇悍、炯炯有神,給人以極強的視覺衝擊;其它的比如起亞的虎嘯式前臉、雷克薩斯的鯰魚大嘴、保時捷911 的青蛙大燈、標誌的獅爪尾燈、豐田雷凌的猛禽式前臉,等等。還有就是在色彩上的仿生,最著名的就是「大黃蜂」科邁羅,它的外形採用野生大黃蜂的黃色和黑色做為塗裝,一問世就讓人驚艷不已,瞬間就使人過目難忘。

鷹眼大燈、虎嘯前臉、鷗翼門——說說汽車設計中的仿生學原理

再來說說汽車在結構上的仿生學。關於這方面,我們能看到的最多的就是車門造型,比如著名的賓士300SL的「鷗翼門」、特斯拉MODEL X的「鷹翼門」、阿爾法羅密歐的「蝴蝶門」,等等。還有在我們看不見的車身骨架結構上,也借鑒了鳥類骨骼輕而結實、烏龜殼承載力大、螃蟹殼體輕而結實等特點,製造出了各種中空、發泡的金屬材料,使汽車質量大幅度減輕,而車身強度卻仍然保持不變。

鷹眼大燈、虎嘯前臉、鷗翼門——說說汽車設計中的仿生學原理

最後再來說說汽車功能上的仿生學。地球上的生物在幾百萬年的進化過程中,為了自身的生存和發展,都擁有各自獨特的「防身秘笈」和「獨門絕技」,比如鳥類獨特的飛行技巧、蝙蝠的超聲波測距功能,等等。人類通過研究他們的結構、功能等,應用在汽車上,比如梅賽德斯·賓士SLR邁凱輪的鯊魚鰓式散熱孔,就是模仿了水中鯊魚的造型,可以有效的減小汽車高速行駛時的空氣阻力,其它類似的車型也有這樣的設計;邁凱倫汽車設計師研究一種旗魚的魚鱗造型,並將其應用在發動機進氣道設計上,使發動機進氣效率提高了近20%;還有汽車的倒車雷達,就是仿製了蝙蝠的超聲波原理;鯊魚鰭天線,既有很好的信號接收效果,也有很好的空氣動力學;蜂巢式越野車輪胎,可以不用充氣,有很好的減振效果和防爆胎的能力;現在日本正在研究的汽車防撞技術,也是以水中的魚群為對象,研究這些魚是如何保持如此近的距離卻互不碰撞的。

鷹眼大燈、虎嘯前臉、鷗翼門——說說汽車設計中的仿生學原理

梅賽德斯-賓士曾經推出過一款名為bionic的概念車,它的車身方方正正,看上去像個大箱子,然而它卻有低至0.19的風阻係數,這是一個令人恐怖的數據。其實這款概念車就是賓士公司仿照一種箱形豚魚設計而來的,不僅僅外形神似,在車身框架也採用了類似於豚魚骨架的結構,不僅整備質量大幅降低,車身的剛性也提升了40%。這應該是汽車仿生學方面的極致應用了。

鷹眼大燈、虎嘯前臉、鷗翼門——說說汽車設計中的仿生學原理

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