通過研究指叉球來改善汽車油耗性能

目錄

?	直線球為何不會下落？
?	水為什么不筆直流下？
?	轉速的差異導致了下落時高度差的不同
?	原職業(yè)選手解說美國職業(yè)棒球大聯(lián)盟的“怪物指叉球”
?	車身后部刮起了臺風！？
?	車頂上的那個結構有何作用
?	以工作為樂，以事業(yè)為傲

為什么棒球中的指叉球會在擊球手的身前下落？據(jù)說其中原理與改善汽車的油耗性能有關。

我們采訪了豐田硬式棒球部“RED CRUISERS”的王牌——嘉陽宗一郎投手。原屬中日龍隊的吉見一起先生曾評價這位投手的實力“足以與職業(yè)球員相媲美”，讓我們一起來看看他實際投球的表現(xiàn)。

但這與汽車油耗有什么關系呢？

直線球為何不會下落？

要搞懂“指叉球為何會下落”這個問題，首先需要理解“為什么直線球不會下落”。

毋庸置疑，地球上的物體會由于重力的影響而向下墜落。因此，其實不受重力影響的直線球更容易令人印象深刻。

假設球受到的唯一作用力是重力，那么從投手丘以144km/h的速度投出的球在到達捕手位置時應該已經(jīng)下落了1米。

然而，堪稱“筆直而來”的直線球的運動軌跡并非如此。

接下來讓我們通過一個簡單易懂的案例來探尋其中原理。

水為什么不筆直流下？

各位可能見過水龍頭里流出的水會沿著勺子的曲面彎曲下落，并且沒有飛濺出來的現(xiàn)象。

這是因為水、空氣都有沿著墻壁表面流動的趨勢。

如果我們把圖中的這一原理放到球上來看，那向左投擲的球就會受到向右的風的影響。如下圖中紅色箭頭所示，氣流上下分開，沿著球的曲面流動。

如果不考慮球自身旋轉帶來的影響，那么上下的力是平衡的。然而，如下圖中紫色箭頭所示，實際上直線球會受到后旋力的影響。

受后旋力影響，球的上側會產(chǎn)生更多氣流，從而產(chǎn)生浮力，使直線球飛在空中的距離更長。

那么嘉陽宗一郎選手對于自己投出的球的旋轉情況有多大程度上的認知呢？

轉速的差異導致了下落時高度差的不同

那么，指叉球為何會在擊球手的身前下落呢？

直線球的轉速一般約為2200轉/分，指叉球的轉速為其一半。

直線球和指叉球不同的轉速，會有什么影響呢？請看下方視頻。

指叉球因其轉速更低，受到的向上拉的浮力也更小，比起直線球，受重力影響更大，因而很快就會下落。

*所謂的二縫線速球、四縫線速球，投球手的握法也會導致球運動的變化，本文不做過多說明。

后文將請到某位前職業(yè)棒球選手，為我們介紹“讓他備受沖擊的指叉球”。此外，實際上汽車的某個設計，也會對油耗產(chǎn)生影響，讓我們一同來揭秘吧！

原職業(yè)選手解說美國職業(yè)棒球大聯(lián)盟的“怪物指叉球”

RED CRUISERS的細山田武史教練曾作為捕手活躍在職業(yè)棒球的世界，他為我們介紹了他人生中見過的最令人驚嘆的指叉球。

肉眼看不見的空氣流動會產(chǎn)生很大的影響。這句話同樣適用于“油耗低的車”。

這背后有很多冷知識想教給大家。只需2分鐘左右，就能知曉汽車的空氣動力學知識。放輕松，讓我們一起來看看吧。

車身后部刮起了臺風??？

在設計汽車時，設計師們會考慮車身形狀和空氣動力零部件等對空氣阻力的影響。

汽車的空氣阻力有兩種。其實很簡單，請想象一下“翻過來的傘”和“滑梯”。

就像滑梯一樣，空氣與接觸面（指車身表面）之間產(chǎn)生的是“黏性阻力”。

汽車在行駛時，不斷與空氣碰撞。因此，車身的表面積越小，摩擦面越小，油耗也就越低。

接著我們來介紹壓差阻力，類似于傘在強風中翻過來，與空氣移動逆向移動時，就會受到“壓差阻力”。

這也是讓油耗變差的主要原因之一，我們用一小段童真有趣的動畫進行簡單明了的說明。

車身前部與空氣碰撞形成“高壓”，后部又會產(chǎn)生類似于臺風的渦流，形成“低壓”。這個壓力差越大，油耗就會越大。

也就是說，如果氣流能沿著車身表面流動而不剝離，干凈利落地流動到后部，就能讓油耗變小。

我們經(jīng)?？吹降钠嚨男螤睿瑢鉀Q這些問題起到了一定的作用。來看看具體的例子，或許從今天開始，各位讀者對汽車外觀的看法會有所改變。

車頂上的那個結構有何作用

首先，請看汽車側面部分的結構。大家一定見過這些凹凸結構的設計吧。

當氣流遇到這些凹凸不平的地方，速度慢的氣流便會向遠離車身的外側流動，速度快的氣流則會向車身表面方向移動。如此一來，氣流不會從車身上剝離，也就不會產(chǎn)生大的渦流，有益于減少油耗。

同樣，防止大渦流產(chǎn)生的另一個結構就是后擾流板。讓我們通過解析視頻來了解一番吧。

之所以后擾流板能夠起到降低油耗的作用，其原因是將渦流產(chǎn)生的點移動到了車后方更遠的地方。順帶一提，運動車型的后擾流板除了會起到“渦流后置”效果外，還考慮到了下壓力產(chǎn)生的問題，以及提高了操控穩(wěn)定性。

在本期時報介紹前，可能很多讀者會認為這些凸起只不過是為了美觀而進行的設計吧。但其實它們更重要的目的是減少空氣阻力。像這些不易察覺的設計細節(jié)，其實在平日里大家經(jīng)常乘坐的汽車身上還有很多。

以工作為樂，以事業(yè)為傲

就像本篇報道一般，豐田一直在以有趣、熱門的話題作為切入點，解說一些較為難懂的技術，致力于讓更多人了解到“造物的樂趣”。

1949年，為推廣造物的樂趣，由豐田技術人員構成的“豐田技術會”在公司內(nèi)部創(chuàng)辦了一本信息雜志?，F(xiàn)在，該雜志已轉型成為了面向會員開放的網(wǎng)絡雜志。

雜志特輯的內(nèi)容五花八門、風趣幽默，如“從橄欖球賽中的鏟球聯(lián)想到的碰撞安全性問題”“設想‘絕對能夠成功的車內(nèi)求婚’場景中，最受歡迎的商品是什么”等。

想要實現(xiàn)“制造更好的汽車”，勢必要面臨全新的挑戰(zhàn)、跨越一個個難題。但也正因為要面對的“題”越難，克服起來才越有樂趣。

這些從心底享受造物的技術人員們，現(xiàn)在也一定正在埋頭于各自的一線，制造著什么有趣的東西吧。