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如何设计一封给外星人的信?

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一个脑洞:如果像人类一样,外星人发了探测器来观测地球,那么汽车会不会被视为智慧生物?毕竟看起来动静比较大嘛。

本着搞事情不嫌事大的原则,我们打算将计就计,向宇宙发射一封“汽车生物”的介绍信!


怎么写?

1972年,NASA发射的先驱者10号太空船给了我们很好的范本:

先驱者10号(Pioneer 10 或 Pioneer F)携带的载有人类讯息的镀金铝板

  • 看懂这块板子的秘诀在左上角:由于氢是宇宙中广泛存在的物质,这里放置了两个圆形,代表氢原子内自旋迁越的状态。而两个圆形中间那个短小的竖线,代表二进制中的“1”。由此衍生出来的单位作为标尺,用来计算铝板上的其他含义;
  • 左侧图像为太阳相对于银河系中心及14颗脉冲星的位置;
  • 右侧是人类画像,女性左手边有二进制的数字“8”(请仔细观察),代表人类女性的平均身高是8*21 = 168cm;
  • 画面下方代表着地球在太阳系中的位置,以及飞船的运行轨迹;


看完范本,汽车生物版本的介绍信开始进入设计阶段:

为了避免AI的灵魂画作难以理解,更好的表达出想象中的样子,我们邀请了果壳的好基友@撒旦君 ,他曾为果壳绘制过吉祥物綦江龙。

看出来了吗,这幅画里可是蕴含了地球生命的演变哦


言归正传,我们首先需要一个符号,来帮助外星人理解汽车的构造。

作为汽车核心元素的发动机被首先列入了考虑范围,在这里,我们发现了一个很有意思的名字:行星齿轮。

当然行星齿轮这个名字由来已久,它们不仅能够自转,还可以绕着“太阳”公转,就像太阳系中的行星那样。整个齿轮组中间的则是太阳轮、外侧为齿圈。当它们转动起来,动力就会巧妙地在齿轮间“汇聚“和“流动”,宛如宇宙的工业复制版。

于是,行星齿轮组被选定为画面的主要元素,代表动力枢纽的同时,也蕴含着太阳系的秘密。

提前剧透代表太阳的太阳轮


接下来,汽车生物的演进,也是不可或缺的重要元素:

  • “马力”作为发动机功率的专用名词,最初是瓦特测量一匹马的工作效率得来,马车就作为汽车生物的初始形态;
  • 18世纪,随着人类发明蒸汽机,化石燃料接过了马儿的大旗,人类进入了“烧烧烧”的时代;
  • 在之后的百年,人类将燃烧化石燃料产生机械能的效率提升了数倍;
  • 19世纪中后期,内燃机和现代四冲程发动机相继诞生,让交通工具的功率也大大增加,上百匹马一起拉一辆车的壮景怕是不可能存在,但是同等的能量转换却在每一个内燃机的燃烧室里剧烈进行;
  • 1957年,电子喷油系统让喷油更精细;
  • 1980年,可变气门正时让空气正式加入动力游戏;
  • 1997年,电动机作为动力来源之一,重新出现在汽车上;
  • ……

电喷发动机、气门正时、油电混动这些层出不穷的技术发明为汽车送去更多的动能。可是,旺盛的产能满足动力加码的需求同时,也让资源消耗的速率飞快上涨,汽车生物的演进应该指向哪里呢?


如何说明先进的“汇集和传递”能量的方式,是一个重要课题。

20世纪90年代就被发明的技术,被再次提起——混合动力。油和电的组合让能源的流动不再是单向的转换和输出,而诞生出循环。废弃的动能可以通过电动机被再次回收利用。当电动机和发动机同时工作时,又能满足对动力的追求。

以雷克萨斯LC500h 的混合动力结构Power Split Device为例,让我们看看行星齿轮组是如何把它们连接起来的吧:

常见的混合动力是由一台发动机和一台电机组成,LC 500h的基础是 3.5L V6自然吸气发动机和E-CVT变速器, 在E-CVT变速器里面包含2台电机,MG1(1号电机)和MG2(2号电机)。MG1和太阳轮相连,MG2和外侧齿圈相连,发动机输出轴和行星架相连。外侧齿圈通过最终驱动齿轮、差速器与车轮相连,“油”和“电”就在这个行星齿轮组上结合起来了。

  • 纯电EV模式:发动机熄火,MG2直接驱动车辆,最高车速由MG2功率和剩余电量而定。电量过低或车速高都会强制发动机启动;
  • 中低速行驶:主要由电机驱动,发动机根据负荷启动,MG1利用行星齿轮调节发动机和MG2的转速,同时可作为发电机给电池充电;
  • 高速行驶:发动机转速提升,MG1反向转动,和MG2一起提供动力;
  • 正常行驶:发动机提供主要驱动力,电机根据负荷调节发电或充电状态。

然而,混合动力的行星齿轮结构,和变速箱一样有固定的传动比范围。这意味着当电动机转速达到极限时,车速就会达到极限,电机转速不能无限放大,限制了车辆极速;加速时最大扭矩受制于电机功率,想加速快就得加大电机功率、电池容量,会对体积、重量有负面影响。

于是,4AT变速箱加入进来:

4AT的变速比和Power Split Device关系是乘法,其中的3个档位和E-CVT组合,3×3实现9级变速,再加上4AT的最后一级超速挡,就实现了多达10级的多级变速,能有效放大整个传动机构的变速范围,在已有的结构上,用较小的体积和重量,增加车辆的性能和极速。这样就能在保持优秀燃油经济性的同时,达到跑车的性能了。


这时,这封介绍信的思路已经非常清晰了!

Ta-Da

经过两个星期的努力,我们终于看到了成稿:

而撒旦君,也公布了他的创作过程:

发动机,电动机,行星齿轮组,自动变速箱,皮带和链条。这些诞生于不同时代的工业技术,汇总在一起,成为了现阶段能够拥有的最先进的动力技术。

这张画作如能抵达宇宙的深处,一定可以传递 人类工业文明(划掉)汽车生物的巨大成就,当然,还有疑惑。届时,如若在这星辰大海之中,当真存在闪耀的智慧。它们或能给我们答案。


*本文由 果壳网 和 雷克萨斯 联合呈现。


花絮:

附送撒旦君大闪蝶一只,灵感来自雷克萨斯LC500h 蓝色车漆,此车漆灵感来自南美大闪蝶。

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