如何把空氣玩到極致

空氣一旦動起來就形成風，大到利奇馬這樣的災難台風，小到蜂鳥扇動翅膀，都展示了空氣的力量與存在感。

人類一直都在嘗試利用空氣，針對“如何把空氣玩到極致”這一命題研究出了無數傑出范例：跑車流線型的外型設計是為了規避風阻達成更大的速度，筆電電腦裡的風扇則通過加速空氣流動帶走熱量。今天的話題就從電腦散熱開始講起。

當你按下開機鍵，電腦上的各個元件通電，開始工作，與此同時也不可避免地開始發熱。其中 CPU、GPU 因為運算任務最多，產生的熱量也最多，可達 100℃ 以上。

芯片上積累的熱量不但會影響電腦運行的性能和穩定，更會縮短壽命，必須加裝散熱設備。

台式機一般會使用多個大尺寸的散熱風扇，而筆電限於尺寸只能使用輕薄的散熱器，其中最重要的結構是熱管和風扇。

熱管通常是一根密封的空心銅管，內壁由銅粉燒結形成多孔結構，內部被抽成負壓狀態，並充入沸點低、容易汽化的液體。

當熱管一端受熱，毛細多孔材料中的液體迅速蒸發汽化，蒸汽在微小壓力差作用下流向另一端，遇冷凝結液化，釋放熱量，液體再沿多孔材料靠毛細作用流回。通過不斷地汽化和液化，熱管裡的液體就能把熱量從一端傳遞到另一端。

熱管的一端連接著與 CPU 等芯片直接接觸的散熱銅片，另一端連接到風扇的散熱鰭片上，通過風扇最終將熱量排出。

而當電腦高負荷工作時，會產生更多熱量，散熱風扇就會相應提高轉速以加大出風量從而更快地散熱，這也就是你運行大遊戲或剪輯視頻時，電腦會像直升機起飛般發出巨大噪音的原因。

這就對電腦，尤其是筆電電腦的散熱提出了一個問題，如何在加大風量的同時做到安靜無聲，這也是今天要講的主題，如何科學地把空氣玩到極致？我們或許可以從貓頭鷹身上找到答案。

在所有鳥類中，夜行貓頭鷹的飛行噪聲最低，且頻率集中在 1600Hz 以下，人類幾乎聽不見。貓頭鷹能做到這一點，主要靠它們翅膀特殊的羽毛形態。

對比遊隼，你會發現，遊隼的羽毛表面非常光滑，而貓頭鷹翅膀的初級飛羽外緣呈梳齒狀，可以將流過翅膀表面的大空氣渦流“過濾”成細碎的小渦流。

且在後緣有穗狀須邊，使氣流變得離散，抑製渦流脫離引起的氣動噪聲；

腹部、腿部、頸部有大量松散柔軟的絨毛，可以通過柔順變形進一步吸聲降噪，減少聲音反射，正是這些結構的共同作用才使得貓頭鷹能實現靜音飛行。

而這種結構也啟發了今天的工業設計。

日本新乾線的工程師就仿照貓頭鷹的翅膀，將電車頂部受電弓的形狀設計成與貓頭鷹羽毛具有相同的弧度，從而減小了噪音和空氣阻力。

ThinkPad 的工程師也從貓頭鷹的靜音飛行中獲得靈感，仿照貓頭鷹翅膀結構，開發了鷹翼風扇。

貓頭鷹翅膀比遊隼更寬大，羽毛排布更多更緊密，通過更低的扇動頻率就可以獲得足夠的升力，產生的噪音更少。

而遊隼較小的翅膀必須通過頻率更高的扇動獲得足夠的升力，所以飛行時產生的噪音也會更大。

同理，鷹翼風扇相比傳統風扇，通過增加扇葉數量，緊密排列，使相同轉速下的鷹翼風扇可以產生更大的風量和風壓。

不過，更緊密的扇葉也使得風扇在高速旋轉時更容易與空氣摩擦產生靜電，吸附灰塵，在扇葉之間形成絮狀物影響散熱效率，ThinkPad 的工程師又增加了防塵過濾網及靜電釋放線，避免灰塵聚集對風扇的不良影響。

此外，通過模仿貓頭鷹翅膀羽毛外緣的梳齒狀結構的弧度和形狀，鷹翼風扇的每一片扇葉都有獨特的排列角度，讓風扇轉動時會產生多個小渦流，而非一個大渦流，從而降低噪音。

在這裡我們也能看到，鷹翼風扇的扇葉厚度比你的指甲蓋厚不了多少，難以想象這樣一個薄薄的風扇居然能夠完美承擔筆電電腦這種重量級生產力工具的散熱任務。

2005 年，鷹翼風扇首次應用於 ThinkPad T60 。而經過多年的迭代，2019 年 7 月 10 日上市的 ThinkPad X1 Carbon 2019 ，其中搭載的鷹翼風扇又增添了全新的設計。

在每個扇葉上設置的擾流板結構，與貓頭鷹翅膀後緣的穗狀須邊作用類似，可以進一步減少氣動噪聲。

同時，風扇在高速轉動時產生的氣流也會與風扇邊框碰撞產生令人煩躁的高頻噪音。

新一代的鷹翼風扇在改進扇葉結構實現消聲降噪的基礎上，還利用風扇中的閑置區域設置了聲腔來減少震動實現吸聲降噪，與貓頭鷹利用遍布體表的絨毛類似，消除了高頻噪音。

新設計的鯊魚鰭風扇框架還能引導氣流更多地通過熱管的一端，使熱管內溫差更大，熱交換的效率更高，提高散熱性能。

正是在這些精妙結構的共同作用下，新一代鷹翼風扇在只有 4 毫米的厚度下，仍然能達到優秀的散熱效果。

而鷹翼風扇的出色設計也為產品輕薄化提供了幫助，可以有效節約空間，ThinkPad X1 Carbon 2019 的機身厚度只有 14.95mm，如果不是兼顧多接口擴展的商務需求，相信它還可以做到更薄。

從貓頭鷹無聲飛行中獲取研發靈感的 ThinkPad 鷹翼風扇，在扇葉結構、風扇聲腔、鯊魚鰭框架等諸多細節方面的不斷升級優化，做到了更低噪音的同時吹出更大風量，達成更優秀的散熱效果。

一個小小的風扇其實背後是如何把空氣玩到極致的科學命題，ThinkPad 最新的旗艦產品 X1 Carbon 2019 中，類似鷹翼風扇這樣的創新不勝枚舉。

作為一款經典的現代商務旗艦輕薄本， ThinkPad X1 Carbon 2019 LTE 版通過使用航空級品質的碳纖維材料，把重量降至 1.09kg，更加入了獨立 4G 聯網的全時在線功能以及現代待機模式的及時響應功能，非關機狀態下，即使電腦蓋閉合，仍可處於隨時接受任務狀態，開蓋後即刻喚醒 Windows 系統，快速恢復工作狀態。18.3 小時的長效續航，充電 1 小時回血 80% 電量，讓你從容自如地應對全天的商務工作。

此外，全新 ThinkPad X1 系列可同時支持 ThinkShutter 黑閥攝影頭手動開關與人臉識別紅外攝影頭，配合指紋解鎖防護措施構建起用戶信息安全及生活隱私的護盾，在快節奏的開放環境下，進一步提升重要商業隱私數據的安全。

而在易用性上，ThinkPad 經典的鍵盤和小紅帽加三鍵設計更是文字工作者的利器，在這一項上沒有對手。

除了辦公，ThinkPad X1 Carbon 2019 更將杜比視界和杜比全景聲音響系統集於一身，能在“鷹翼”風扇創造的安靜環境中，為你呈現前所未有清澈震撼的視聽娛樂體驗。