The dilemma: aerodynamic or aesthetic
Luigi Colani 作品 （圖/維基百科）
汽??業(yè)設(shè)計(jì)，乃?整個(gè)載具?業(yè)設(shè)計(jì)領(lǐng)域?直以來都有?個(gè)永恒的命題：如何平衡速度與美學(xué)。從Luigi Colani 到 Horacio Pagani，從 Colin Chapman 到 Ken Miles，這些?師都使盡渾?解數(shù)給出了??的答案，并寫?了?類設(shè)計(jì)史。
ICONA 設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)在多年的研究中，習(xí)慣先以其中?到兩種極端情況進(jìn)?分析?較，再從中得出最符合需求的?案。所以本?先在速度上分析賽?、造型上分析超跑這兩種極端設(shè)計(jì)情況，再以實(shí)?主義的?度分析家??，最后會(huì)展望未來我們到底需要怎樣的載具。
極致速度：如何設(shè)計(jì) F1 賽?？
Extreme speed: how to design an F1 car
提到極致速度，在汽?設(shè)計(jì)上要做的就是克服阻?與提升動(dòng)?。
克服阻?
About drag coefficient
克服阻?，?當(dāng)其沖要考慮的必然是空?動(dòng)?學(xué)。提起空?動(dòng)?學(xué)?部份?敬?遠(yuǎn)之，但看似深?yuàn)W實(shí)際三句話能說清楚其中最核?的知識(shí)點(diǎn)：
第?，越像?滴，阻?越?。
層流與紊流 （圖/大學(xué)流體力學(xué)教材）
三種形狀的層流紊流對(duì)?圖，最右側(cè)為最理想空?動(dòng)?學(xué)形狀（圖/大學(xué)流體力學(xué)教材）
理論上?阻系數(shù)最?的形態(tài)，?底若更接近?滴狀則效果更好（圖/劍橋大學(xué)官網(wǎng)）
我們再把視?放?賽?場上。賽?的?切為速度??。如前?提到，把側(cè)?、頂?做成?滴狀減少紊流?例，是最基本操作。
第?，流體在流速?的地?壓強(qiáng)?，流速?的地?壓強(qiáng)?（伯努利原理Bernoulli's principle）。
在?底是平的情況下，?底空?流速?，?頂空?流速?，會(huì)形成壓強(qiáng)差。速度越快，壓強(qiáng)越?，直到整?像?機(jī)起?前?樣飄起來。
機(jī)翼?作原理?意圖（圖/大學(xué)流體力學(xué)教材）
所以，更?的技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)在于讓?底空??駛路徑更?，壓強(qiáng)??頂?shù)停瑝簭?qiáng)差就能使?輛牢牢穩(wěn)定在地?，在賽?界有個(gè)專業(yè)術(shù)語，叫做地?效應(yīng)（Ground Effect）亦稱為翼地效應(yīng)（Wing-In-Ground effect，WIG）或翼?效應(yīng)（Wing-In-Surface-Effect，WISE）。
翼?效應(yīng)?意圖（圖/autoevolution）
在實(shí)際的操作中，賽??頭與?尾會(huì)有更復(fù)雜的擾流組件設(shè)計(jì)，及側(cè)?進(jìn)??。這些都會(huì)為賽?在?滴狀造型的前提下增加更多下壓?，讓??更容易操控。
翼?效應(yīng)?意圖（圖/autoevolution）
第三，空?越?凈，紊流越少。
讓我們再從頂視圖來看，F(xiàn)1 賽?的?罩?輪在?駛中制造出?量含有橡膠顆粒的臟空?，如果進(jìn)??頂層流空?會(huì)嚴(yán)重影響下壓?，如果進(jìn)?側(cè)?進(jìn)??會(huì)影響內(nèi)外側(cè)?流速度產(chǎn)?有害壓強(qiáng)差。
?頭擾流板與輪胎后?破?板的設(shè)計(jì)就是在做這件事。最貼近??側(cè)?的?流（綠?雙虛線）形狀平緩，速度低，壓強(qiáng)?，被擾流板?擾并被破?版排開的?流（藍(lán)?波浪線）?進(jìn)路徑更?，速度?，壓強(qiáng)?。前輪正后?的空?（紅?顆粒）帶有橡膠顆粒壓強(qiáng)飄忽不定，但因?yàn)閼T性會(huì)被藍(lán)?波浪線?流帶出去。
賽?的?流設(shè)計(jì)頂視圖：把臟空?排?（圖/autoevolution）
正??意圖，紅?部份路徑為破?板徑（圖/autoevolution）
綜上所描述，F(xiàn)1 賽?的主體設(shè)計(jì)是完全的空?動(dòng)?學(xué)產(chǎn)物，也因?yàn)槌霭l(fā)點(diǎn)相同，世界上F1 賽?從造型層?上看有極?的雷同，最?的差異點(diǎn)基本是??涂裝，偶爾有?藝與材質(zhì)的差異（CMF）。
從?戶認(rèn)知層?上來說，在F1 賽?剛剛誕?的年代，?眾是?法直接建?「這?很快」的直覺的，在后天持續(xù)??年的認(rèn)知與教育中，?眾逐漸對(duì)這種造型的?產(chǎn)?了「這?看起來很快」的群體認(rèn)知，并影響了?競技?的造型設(shè)計(jì)。
提升動(dòng)?
About acceleration performance
Enzo Ferrari 曾經(jīng)說過：「造不出好引擎的?，才會(huì)去研究空?動(dòng)?學(xué)」。這是他當(dāng)年輸給Lotus?隊(duì)時(shí)候說的?句?我安慰的話?，F(xiàn)在看來，在?個(gè)時(shí)代?，引擎是有上限的，?提升動(dòng)?的?式未必只是提升引擎，降低?重也是?個(gè)有效?式。
回顧整個(gè) F1 的歷史，碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料底盤的引?是F1 賽?開發(fā)史上的?個(gè)關(guān)鍵轉(zhuǎn)折點(diǎn)。1981 年，McLaren 邁凱倫?隊(duì)開創(chuàng)性地將碳纖維復(fù)合材料?于單體殼座艙底盤，全碳MP4/1賽?在4?12?的F1 阿根廷?獎(jiǎng)賽中橫空出世，從此徹底改變了這項(xiàng)運(yùn)動(dòng)。同樣的零件由碳纖維材質(zhì)制造能?鋼材質(zhì)減重50%，?鋁合?材質(zhì)減重30%，MP4/1 以 585kg?重，相?對(duì)?們紛紛卷更強(qiáng)勁的渦輪增壓動(dòng)?裝置要有優(yōu)勢得多。
MP4/1 引擎 （圖/silodrome）
但碳纖維耐?溫的能?稍有局限，容易形變，不耐沖擊，容易發(fā)?振動(dòng)，賽?場上這個(gè)問題不顯著，但在??領(lǐng)域，這就是?個(gè)巨?的問題。有沒有更適合的材料？這?允許我們先賣關(guān)?，下?會(huì)提到。
極致造型：如何設(shè)計(jì)超跑？
Extreme model: how to design a supercar
雖然我們印象中超級(jí)跑?很快，甚?能達(dá)到極速，但對(duì)于?家來說，讓消費(fèi)者相信它能達(dá)到極速?它實(shí)際能否達(dá)到極速重要。真正追求極速的F1 賽?最后都會(huì)設(shè)計(jì)成同?種造型，并且不是?眾意義上認(rèn)為的美，但??年的認(rèn)知與教育已經(jīng)讓全球消費(fèi)者接受F1 賽?是「極速」的形態(tài)。于是，在超級(jí)跑??上，?家把這些?眾認(rèn)知到的「極速」的設(shè)計(jì)語?解構(gòu)、重組，加???的理解，?成?套新的造型，冠名為「品牌個(gè)性」這種「感性」層?甚?「美學(xué)」層?的概念?！该缹W(xué)」這種從?類感知?理學(xué)出發(fā)的概念，是如此地不可以具象描述，但?如此地能讓全球消費(fèi)者共情并買單，?起它的前輩「空?動(dòng)?學(xué)」，段位上?了不??個(gè)層次。
讓我們先玩?zhèn)€游戲，猜猜這些概念?都是哪個(gè)品牌的？
猜車游戲（圖/carlogos）
如何解構(gòu)、并重組?成??的「品牌個(gè)性」乃?「設(shè)計(jì)語?」，是?個(gè)復(fù)雜且漫?的過程。
來?戰(zhàn)?機(jī)的極速設(shè)計(jì)語?
Design language about fastest speed from fighter jets
先以 ICONA Vulcano 舉例。Vulcano 的設(shè)計(jì)語?來?于當(dāng)今最快的?機(jī)Lockheed SR71 Blackbird，?名??的「??」偵察機(jī)。從SR71 流場流線圖能看出，機(jī)頭著名的「中孔」設(shè)計(jì)就像 F1?尾的擾流板?樣調(diào)節(jié)空?路徑，打開時(shí)可以增加上升?，關(guān)閉時(shí)減少上升?。?正臉整體三?形的設(shè)計(jì)則是?滴型造型與載?駕駛艙的平衡產(chǎn)物。
SR71 正臉 （圖/維基百科）
SR71 流場流線圖，最中間的流線可以隨時(shí)開關(guān)快速控制飛行高度 （圖/維基百科）
ICONA Vulcano 把這個(gè)功能主導(dǎo)的「中孔」元素也移植到了?頭設(shè)計(jì)上，打造了?種全新的「設(shè)計(jì)語?」。正臉?向看，?燈、進(jìn)?格柵與引擎蓋也?量使?「三?形」這個(gè)SR71 常?的視覺元素，呼應(yīng)了?名「Vulcano」??。
Vulcano正臉圖（圖/Icona官方）
設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)做了多次?洞實(shí)驗(yàn)以獲取和驗(yàn)證CFD 數(shù)據(jù)，以優(yōu)化汽?造型，并滿?在各種條件下的操控程度。平衡了技術(shù)參數(shù)與美感，讓最終出品的Vulcano??曲線柔和，富有韻律，與上?說到的「三?形」設(shè)計(jì)元素也能完美融合，造就了?種「柔中帶剛」的「設(shè)計(jì)語?」。
Vulcano 尾部造型設(shè)計(jì)稿 （圖/Alias）
在這?連串的反饋與重新設(shè)計(jì)過程中，達(dá)成了最后你所能看到的Vulcano 的模樣。你覺得「美」，?部份是某些視覺元素喚醒了你的?腦關(guān)于賽?關(guān)于極速??器該有的視覺形象的聯(lián)想，還有?部份是??上某些「情感化設(shè)計(jì)」做得的確出彩：它的臉有種三?形特有的穩(wěn)定感，側(cè)?則有?種收放?如、飽滿?信的?場在。
Vulcano后視圖 （圖/Icona官方）
濃縮半個(gè)世紀(jì)賽?史的極輕設(shè)計(jì)語?
Design language about lightest weight from half a century of racing car history
上?我們說到碳纖維的優(yōu)點(diǎn)與缺點(diǎn)，賽場之下，使?鈦合?是?種平衡重量與耐?度的極佳解決辦法。
進(jìn)階版的ICONA Vulcano，Titanium 版本的??主體就使?了鈦合?。鈦合?密度?般在4.51g/cm3 ，僅有鋼的 60%，?強(qiáng)度通常在1000MPa 往上，超過 1500MPa 也不在話下，?起業(yè)界輕量化代名詞鋁合??不少，總的來說強(qiáng)度（強(qiáng)度/密度）遠(yuǎn)?于其他?屬結(jié)構(gòu)材料，堪稱地表最完美?屬?速載具材質(zhì)。
?藝上看，取消對(duì)覆蓋件進(jìn)?噴漆?序，直接把?屬原?材質(zhì)暴露在外，也能減重6kg 以上，這做法讓?想起半個(gè)多世紀(jì)前的奔馳「銀箭」，?常「狂野主義」。
經(jīng)過減重處理后整?全重降?1,595kg，賽場表現(xiàn)?上看0-60mph實(shí)測僅需 2.8 秒，與同年誕?的Lamborghini Huracan 持平，世界?流?平。?后者???量?到前?提到的賽?級(jí)的碳纖維材料，相對(duì)容易變形，進(jìn)?影響整??阻系數(shù)，僅從這?點(diǎn)來看ICONA Vulcano Titanium 的 2.8秒變得更加珍貴。
Vulcano Titanium （圖/Icona官方）
這些設(shè)計(jì)?式不僅有效增強(qiáng)Vulcano Titanium 的賽場表現(xiàn)，也使得 Vulcano Titanium?上與「極速」相關(guān)的視覺元素得到了最?的強(qiáng)化，是?次「形式追隨功能」的完美展現(xiàn)。
制作 ICONA Vulcano Titanium 的當(dāng)年全球鈦產(chǎn)量很低，只有萬噸級(jí)別，Vulcano Titanium 百萬級(jí)美元的造價(jià)也相當(dāng)?昂，可稱之為稀有?屬制造的稀有產(chǎn)品。隨著時(shí)間推移，鈦合?產(chǎn)量得到提升，如今已接近千萬噸。近年來在公路???上，鈦合?材料的普及已有明顯趨勢。相信不久的將來，會(huì)有?量?產(chǎn)的鈦合?超跑、甚?家??的出現(xiàn)，為全球汽?市場注?新?液，?Vulcano Titanium的鈦合?研發(fā)與制造經(jīng)驗(yàn)，將會(huì)是全球汽?制造商學(xué)習(xí)的?標(biāo)。
更多例?與思考
What’s more
當(dāng)代著名超跑?，Pagani Utopia 也是集合了以上設(shè)計(jì)?法。前分流器的設(shè)計(jì)，能配合特殊設(shè)計(jì)的翼型輪廓產(chǎn)?下壓?；整個(gè)速度范圍內(nèi)，空?動(dòng)?學(xué)平衡不斷逼近1:1，以此來反推設(shè)計(jì)，直到最后達(dá)到 46:54，平衡功能與設(shè)計(jì)美感；在不需要空?動(dòng)?附加裝置的情況下，Utopia?能將那些常規(guī)附件的功能融?到其整體形狀設(shè)計(jì)中，以獲得更?的下壓?，降低的空?動(dòng)?阻?系數(shù)。
汽車行駛中流體示意圖 （圖/Pagani官網(wǎng)）
Pagani Utopia （圖/Pagani官網(wǎng)）
這些設(shè)計(jì)?式都是把來?「極速」賽?甚??機(jī)的元素?步?步拆解、分析、重組?來，最后的成品也值得推敲。它們能以不同?式平衡性能與美感，并獲得眼光挑剔的?評(píng)??睞，實(shí)屬不易。
當(dāng)然，如果?款超跑只需要讓?些盲?的消費(fèi)者認(rèn)為它美即可，需要做的也許是這樣：
泛濫成災(zāi)的黃金比例 （圖/researchgate）
極致實(shí)?：如何設(shè)計(jì)家??？
Extremely practical: How to design a family car
看似簡單的家??設(shè)計(jì)，似乎只需要把賽?與超跑的部份性能下放，實(shí)則是涵蓋了裝載功能、?機(jī)?學(xué)、性價(jià)?導(dǎo)向等多??的重新設(shè)計(jì)，從?程?度上看?作量與難度并不?。
從經(jīng)濟(jì)效益上看，耗能?夠?是?個(gè)?主關(guān)?的最?痛點(diǎn)。能源上看，電?省錢已經(jīng)達(dá)成社會(huì)全員共識(shí)，?降低?阻，卻還有很?的路要?。
ICONA 的設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)認(rèn)為各???出來的?阻系數(shù)（Drag Coefficient）都只能是參考值，基本都在理想狀態(tài)下測試，考慮到很多司機(jī) 80% 的使?場景可能只是上班通勤，那么花更?的價(jià)格購買低?阻汽?意義不?。
號(hào)稱 Cd = 0.17 的 VISION EQXX （圖/奔馳官網(wǎng)）
但從各家評(píng)測機(jī)構(gòu)給出的全球最低?阻?型列表來看也是能從中總結(jié)出不少共性。更像?滴、更接近?阻友好涂層如鯊??材質(zhì)、有?定弧度的下腹部等都是它們的特質(zhì)。
Shelby GR-1 （圖/福特官網(wǎng)）
AMG Vision Gran Turismo （圖/奔馳官網(wǎng)）
還有?個(gè)更顯?易?的是，斜背式?直背式產(chǎn)?紊流更少，阻?更?，原理上?已述。
斜背式與直背式尾部紊流?意圖（圖/大學(xué)流體力學(xué)教材）
除了?的造型以外，我們上?還提到，盡可能讓?維持在?滴造型是降低?阻的重要?式，??上偶有的凸起，如?把?、后視鏡、天線都是?阻?敵，甚?占到15%。當(dāng)下?眾已逐漸習(xí)慣?把?設(shè)計(jì)，虛擬后視鏡的普及也就是時(shí)間問題，Tesla 已有概念?。
特斯拉概念車 （圖/pinterest）
?眾在意家??設(shè)計(jì)「美感」嗎？在意，但?法量化。你在意的是它本?「品牌個(gè)性」或者「設(shè)計(jì)語?」給你帶來的認(rèn)同感？是「符合???例」？是「滿?了我對(duì)酷的想象」？也許都有，但都不重要。
「家??只有使?的那?刻最重要」。
平衡：如何設(shè)計(jì)未來載具？
Balance: How to design future vehicles
AI 的介?會(huì)為汽?設(shè)計(jì)節(jié)省?量的計(jì)算時(shí)間，也能在短時(shí)間內(nèi)?成?量?常有視覺沖擊?的?案，但I(xiàn)CONA 設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)不會(huì)因此?感到恐懼。
?直以來，設(shè)計(jì)師?法被替代的價(jià)值是「以?為本」。有朝??AI 也許通過?量的機(jī)器學(xué)習(xí)能做出最完美的最符合空?動(dòng)?學(xué)的造型，甚?在結(jié)構(gòu)?學(xué)、熱學(xué)、材料學(xué)上也能瞬間給出?類需要??年學(xué)習(xí)才能學(xué)會(huì)的?案，但汽?、乃?所有載具，最后都是為?類服務(wù)的，過去??年??類對(duì)汽?的「極速造型」認(rèn)知發(fā)?了翻天覆地的改變，AI 不為?類服務(wù)的前提下?秒內(nèi)就能做上百萬個(gè)不同?向的「極速造型」的改變，但它卻不知道?類需要這上百萬個(gè)中的哪?個(gè)。
但?類在坐上這臺(tái)?體驗(yàn)的時(shí)候，能知道??到底想不想要。
我們玩最后?個(gè)游戲：從空?動(dòng)?學(xué)或美感上看，這個(gè)AI?成的汽?有什么問題？
ai生成圖 圖/pinterest）
