楊雪

中圖分類號：V211.74 文獻標識碼：A

文章編號：1003-0069（2021）11-0114-04

前言

風(fēng)洞是進行空氣動力學(xué)研究和試驗的基礎(chǔ)性裝備，風(fēng)洞設(shè)備的建設(shè)發(fā)展與航空航天飛行器的研制密不可分。經(jīng)過多年的發(fā)展，國內(nèi)風(fēng)洞的氣動力試驗技術(shù)已達到國際先進水平，但是從外觀上卻很難將這個裸露著機械結(jié)構(gòu)的設(shè)備聯(lián)想到“尖端科技”。作為大型的、系統(tǒng)性的試驗設(shè)備，風(fēng)洞造型的優(yōu)化受到功能需求和成本控制的極大限制，但合理的色彩涂裝能夠在最經(jīng)濟的基礎(chǔ)上，達到改善視覺效果的重大作用。同時，隨著國內(nèi)風(fēng)洞數(shù)量的增加和市場需求的擴大，各個風(fēng)洞研究試驗機構(gòu)間競爭力的增強，風(fēng)洞的“品牌”宣傳性、識別性也越來越受到裝備制造業(yè)領(lǐng)域的重視。色彩除了具有審美和裝飾的作用，還有色彩語義和象征的意義，可以暗示產(chǎn)品的功能，表達產(chǎn)品或企業(yè)所賦予的情感和心理。近十年來，航空工業(yè)空氣動力研究院（以下簡稱氣動院）風(fēng)洞迅速發(fā)展，對于新建風(fēng)洞的涂裝進行了一些改變和嘗試，但是在院內(nèi)并沒有形成一致的設(shè)計思路，無法通過統(tǒng)一的外觀表達內(nèi)在延伸的品牌價值。運用產(chǎn)品識別系統(tǒng)理論，研究氣動院風(fēng)洞涂裝設(shè)計方法，對于設(shè)計效率的提高和企業(yè)品牌形象的推廣具有重要的意義。

一、國內(nèi)風(fēng)洞涂裝現(xiàn)狀

國內(nèi)主要空氣動力研究試驗機構(gòu)有：中國空氣動力研究與發(fā)展中心、中國航天空氣動力技術(shù)研究院和氣動院，三地集中了大量的風(fēng)洞試驗設(shè)備。按照風(fēng)洞運行速度，風(fēng)洞可以分為低速風(fēng)洞、高速風(fēng)洞和超高速風(fēng)洞等。通過調(diào)研并且收集官方網(wǎng)站上的風(fēng)洞設(shè)備介紹，對目前國內(nèi)風(fēng)洞涂裝存在的一些問題進行分析。

（一）缺乏識別性

風(fēng)洞試驗技術(shù)水平的發(fā)展和功能的實現(xiàn)是最關(guān)注的問題。過去風(fēng)洞涂裝大多是簡單的防止鋼結(jié)構(gòu)生銹的功能性需求，由工程設(shè)計人員提出，用色過分依賴機械涂裝標準，或者受主觀經(jīng)驗的影響較大，沒有進行針對性的設(shè)計研究，風(fēng)洞之間也只是相互借鑒參考，企業(yè)缺少風(fēng)洞色彩規(guī)范，只能通過辨認產(chǎn)品表面的企業(yè)標識才能知道所屬企業(yè)的名稱。如圖1所示，結(jié)構(gòu)相似的兩個風(fēng)洞洞體都使用了綠色，使人們很難快速從外觀形象區(qū)分其所屬型號，減弱了風(fēng)洞的識別性。

（二）缺乏統(tǒng)一性

在進行介紹宣傳時，風(fēng)洞會展示試驗部段內(nèi)部或者洞體外部結(jié)構(gòu)。低速風(fēng)洞通常尺寸較大，有些還會結(jié)合建筑布局和材料進行設(shè)計，高速風(fēng)洞和超高速風(fēng)洞洞體通常在一個廠房內(nèi)，視覺范圍更大。如表1所示，低速風(fēng)洞內(nèi)部展示較多，通常為白色或者灰色，有些會標注風(fēng)洞型號和所屬機構(gòu)名稱;在高速風(fēng)洞范圍內(nèi)，中國空氣動力研究與發(fā)展中心洞體為綠色，中國航天空氣動力技術(shù)研究院以白色為主，氣動院則是由綠色向藍色過渡;超高速風(fēng)洞或許考慮到漆面顏色能承受的溫度，三家單位都以銀灰色（或金屬原色）和藍色的搭配為主。通過調(diào)研發(fā)現(xiàn)，即使是在同一機構(gòu)內(nèi)部，風(fēng)洞的顏色也沒有完全統(tǒng)一，所以很難使企業(yè)通過風(fēng)洞傳達其內(nèi)在一致的文化理念。而產(chǎn)品形象較成功的品牌人們僅僅通過感受其產(chǎn)品色彩，就能判斷出產(chǎn)品出自哪家企業(yè) 。

（三）缺乏功能性的表達

色彩與圖形可以起到比文字更為直觀的表達效果，通過色彩圖形符號喚起人們的知識共鳴來傳遞信息比文字閱讀的方式更快。現(xiàn)在風(fēng)洞的涂裝色彩單一，部件的使用功能、操作安全等特征與人的行為之間的互動沒有建立起來，這些色彩和標志細節(jié)的缺乏，使涂裝無法明確表達出風(fēng)洞的使用功能特點。

二、基于產(chǎn)品識別系統(tǒng)的風(fēng)洞涂裝設(shè)計方法

（一）產(chǎn)品識別系統(tǒng)的定義

產(chǎn)品識別系統(tǒng)（Production Identity System），簡稱PIS，是將產(chǎn)品形象通過一定的視覺識別設(shè)計，予以視覺化、規(guī)范化和系統(tǒng)化，并通過整合性宣傳，使公眾產(chǎn)生一致的認同感和價值觀的一種產(chǎn)品整體設(shè)計戰(zhàn)略。

產(chǎn)品識別系統(tǒng)是產(chǎn)品設(shè)計最直接的關(guān)注點，是系統(tǒng)整合產(chǎn)品外形并對品牌進行識別的最有效的手段，過去常用“家族化產(chǎn)品”“產(chǎn)品DNA”等來表述這種設(shè)計理念。比如奧迪汽車，我們僅需要觀察其產(chǎn)品特征及設(shè)計風(fēng)格，就很容易辨別出所屬品牌，企業(yè)也會將其特有的族元素應(yīng)用在系列化產(chǎn)品中。

產(chǎn)品識別系統(tǒng)構(gòu)成要素包括視覺識別要素（形態(tài)、材質(zhì)、色彩和界面）和個性識別要素（理念與情感）。色彩是產(chǎn)品識別的第一要素，相關(guān)研究表明，人們看物體時，最初 20s內(nèi)，色彩因素占80% ，而形態(tài)占20% ，5min 后，色彩和形態(tài)各占50% ，并以此狀態(tài)持續(xù)。通過設(shè)計，將風(fēng)洞色彩延續(xù)一種風(fēng)格，通過外在共有的識別要素來實現(xiàn)風(fēng)洞涂裝的統(tǒng)一性和協(xié)調(diào)性，達到識別風(fēng)洞的歸屬企業(yè)、表達內(nèi)在功能與價值的目的，與其先進的技術(shù)一起形成了高質(zhì)量的品牌特征。

（二）風(fēng)洞色彩識別要素的建立

建立色彩識別要素，首先需要進行產(chǎn)品定位，突出產(chǎn)品的特定功能，將可感知到的產(chǎn)品意向與其視覺特征即色彩意向進行匹配，尋求之間共有的關(guān)系。相較于產(chǎn)品識別系統(tǒng)，現(xiàn)在更為大眾所熟悉的是企業(yè)識別系統(tǒng)（CIS）。產(chǎn)品識別系統(tǒng)屬于企業(yè)識別系統(tǒng)的枝干，以企業(yè)識別系統(tǒng)為基礎(chǔ)，可以形成多個系列的產(chǎn)品識別系統(tǒng)。產(chǎn)品識別系統(tǒng)可以看成是將企業(yè)識別系統(tǒng)中的企業(yè)名稱、標志、及色彩等在產(chǎn)品中具體應(yīng)用的設(shè)計規(guī)范。

1.產(chǎn)品定位：產(chǎn)品定位需要增加產(chǎn)品中的感性因素。風(fēng)洞是進行氣動力試驗的基礎(chǔ)性裝備，具有探索藍天宇宙，追求速度的特點，希望其能完成高質(zhì)量的試驗數(shù)據(jù)，要在目標客戶的心目中傳達高端設(shè)備這一定位，就要為產(chǎn)品創(chuàng)造一定的特色，賦予一定的形象，以適應(yīng)客戶的需要與偏好。

2.產(chǎn)品意象：產(chǎn)品意向是與功能相匹配的，其形成是為了突出產(chǎn)品的特定功能。比如聲學(xué)風(fēng)洞設(shè)計，在前期的產(chǎn)品定位中，具有“安靜”這一特點，在設(shè)計時，除了滿足使用功能，更要充分表現(xiàn)“安靜”的特點，突出產(chǎn)品特性的知覺意象，設(shè)計時優(yōu)化風(fēng)洞細節(jié)，從而達到表達內(nèi)部特點的目的。

3.色彩意向：色彩意向指的是結(jié)合色彩屬性表達色彩的心理感覺和能聯(lián)想到的象征意義。如紅色是火焰的顏色，我們可以通過生活中的切身感受，聯(lián)想到紅色代表熱情，也代表著危險，會使人產(chǎn)生興奮與熱烈的感覺，同時從色彩屬性上考慮，由于紅色的波長較長，因而更容易引起人們的視覺注意。

在風(fēng)洞設(shè)計中，希望向用戶展現(xiàn)出風(fēng)洞科技、未來等意向，那么匹配相應(yīng)的色彩，將風(fēng)洞產(chǎn)品意象與相應(yīng)的色彩意象進行匹配，以達到內(nèi)在品質(zhì)和外在表達的關(guān)聯(lián)性。同時，企業(yè)通過歷史文化的沉淀，具有所用顏色的傳承性。

如圖2所示，色彩識別要素的建立是從情感聯(lián)想和象征的角度進行考慮的，以產(chǎn)品為核心，將需求價值與色彩聯(lián)想作為基礎(chǔ)參考。綜合考慮企業(yè)識別系統(tǒng)的相關(guān)要素，從產(chǎn)品特點與企業(yè)文化理念提取出相近似的關(guān)鍵詞，確立產(chǎn)品設(shè)計的品牌定位，將品牌文化、氣質(zhì)、經(jīng)營理念等特質(zhì)進行意向傳達，并且外延到使用者相關(guān)的體驗與視覺品質(zhì)分析上，獲得相關(guān)的色彩聯(lián)想，達到最適用的配色方案。

（三）風(fēng)洞涂裝設(shè)計模型

前期在建立起色彩識別要素之后，則進行具體的風(fēng)洞涂裝設(shè)計。首先，收集風(fēng)洞所在企業(yè)的視覺識別系統(tǒng)等標準手冊，以及企業(yè)決策者對于如風(fēng)格、實施成本、油漆廠家等方面的要求，再進行具體設(shè)計工作。

1.風(fēng)洞色彩識別要素位置：風(fēng)洞根據(jù)速度、功能的不同，其形式和具體組成部件也具有差異性，從系統(tǒng)方面歸納，風(fēng)洞是由主要洞體、驅(qū)動系統(tǒng)、測量控制系統(tǒng)和相關(guān)配套系統(tǒng)組成。洞體是風(fēng)洞的主體，洞體中最主要的部段是能對模型進行測量和觀察的試驗段，風(fēng)洞其他系統(tǒng)及部件都是為了構(gòu)建相應(yīng)的試驗環(huán)境而產(chǎn)生的，因此色彩識別要素主要應(yīng)用在洞體上，主要視覺部件為試驗部段，其他系統(tǒng)顏色則與之進行配套。

2.主體色彩與輔助色彩：風(fēng)洞外觀色彩的主體顏色，是洞體上應(yīng)用面積最大的色彩，也是視覺沖擊力最強的色彩，它的選擇與應(yīng)用確立了整個品牌與風(fēng)洞產(chǎn)品色彩外觀的基調(diào)。色彩識別作為企業(yè)識別系統(tǒng)的要素之一，在企業(yè)發(fā)展過程中逐漸形成自己的鮮明的識別性，洞體主要的色彩要素運用代表自己企業(yè)的標準色以實現(xiàn)產(chǎn)品的識別功能，或者參考運用風(fēng)洞產(chǎn)品的延續(xù)用色，是對風(fēng)洞顏色既定印象的延續(xù)。而風(fēng)洞洞體如果大面積的只使用一種，就會出現(xiàn)前文提到的問題——顯得單調(diào)且缺少功能性的表達作用。一般產(chǎn)品設(shè)計會在主色的基礎(chǔ)上，增加面積相對較小的輔助色，與主體顏色進行調(diào)和。輔助顏色與主體顏色的搭配也需要和風(fēng)洞自身的特點與色彩意象相協(xié)調(diào)。比如風(fēng)洞的支座是支撐固定洞體的結(jié)構(gòu)，若希望通過輔助顏色表達出洞體支座的穩(wěn)定感，就需要使用比主體顏色明度更為低的顏色。

除了洞體顏色，其他系統(tǒng)配套顏色為了襯托洞體顏色，并且不過分占據(jù)人們的視線位置，則采用洞體相同色系的顏色，或者無彩色系列，如白、灰，或者具有金屬光澤色系列，如銀灰色。

3.色彩比例的劃分：比例設(shè)計是依據(jù)形態(tài)比例協(xié)調(diào)的基本規(guī)律，合理協(xié)調(diào)產(chǎn)品功能、結(jié)構(gòu)、技術(shù)要求和宜人性等方面的尺寸要求，使得產(chǎn)品形體各部分之間，以及部分與整體之間的尺寸協(xié)調(diào)、勻稱的設(shè)計方法。

風(fēng)洞色彩比例的劃分主要指主體顏色與輔助顏色的面積比例協(xié)調(diào)，首先希望通過最直觀的顏色進行使用功能的傳達。從結(jié)構(gòu)上考慮，將洞體上固定的部段采用主顏色，在活動部段和需重點提示的部段上點綴輔助顏色。從視覺主次方面考慮，人員經(jīng)?；顒訁^(qū)域為試驗段附近、具有更換需求的部段以及部分檢修區(qū)域以及參觀人員進入風(fēng)洞大廳后第一視覺區(qū)域等，對于這些區(qū)域同樣與主體顏色進行區(qū)分。在風(fēng)洞上，這些輔助顏色的應(yīng)用位置包括但不限于：檢修人孔、試驗段、駐室、駕車等。

對于洞體以外的其他部分，如輔助管道可以采用無彩色系列，按照標準，根據(jù)內(nèi)部介質(zhì)的不同，標注流向箭頭及介質(zhì)名稱。一些外購標準配套設(shè)備種類繁多、樣式復(fù)雜多變，因此同配套管路一樣，采用統(tǒng)一的顏色搭配以達到整體的和諧，這些設(shè)備的顏色或者保留出廠配置，或者采用與主色同色系的顏色。

在協(xié)調(diào)完功能、結(jié)構(gòu)、宜人性等方面的色彩使用部段及區(qū)域后，則要進行整體與部分之間的尺寸協(xié)調(diào)，運用幾何比例完成美觀性上的表達。

4.圖形的定位補充：在色彩無法更為準確地表達風(fēng)洞所要傳達的功能需求時，就需要通過圖形符號等要素來進行補充說明。功能符號要素位置包括洞體的外部和內(nèi)部。

在洞體外部，圖形補充主要包括使用箭頭標注內(nèi)部氣流的運動方向，在運動機構(gòu)上標注其運動方向，在駐室上門框、駐室大門或者穩(wěn)定段兩側(cè)標注企業(yè)標志、企業(yè)名稱與風(fēng)洞名稱等，在視覺上最為顯眼的位置標注。洞體內(nèi)部，一般在試驗段或者超擴段內(nèi)壁兩側(cè)標注企業(yè)標志、名稱與風(fēng)洞名稱。根據(jù)不同的風(fēng)洞形式將這些標準的圖形標志放置在最適宜的位置，僅對大小按比例進行調(diào)節(jié)。

三、某風(fēng)洞涂裝設(shè)計實踐

（一）風(fēng)洞定位

某風(fēng)洞為氣動院沈陽院區(qū)新建風(fēng)洞，由加熱器、可移動的部段（噴管、穩(wěn)定段和等直段）、試驗艙、二喉道、引射器等部段組成，具有高溫高速的特點。是探索氣動力前沿技術(shù)、不斷沖破技術(shù)瓶頸的試驗設(shè)備，代表著氣動院先進的設(shè)計能力及試驗水平，既保留人們印象中風(fēng)洞的形象記憶，又具有現(xiàn)代化和科技化設(shè)備的特征。

（二）確定主體色彩

依托氣動院現(xiàn)有風(fēng)洞的涂裝色彩與企業(yè)識別系統(tǒng)中的色彩要素，確定風(fēng)洞涂裝的主體顏色。按照建設(shè)年代，氣動院風(fēng)洞逐漸完成由綠色到藍色的過渡，見圖3。同時，《航空工業(yè)視覺識別系統(tǒng)手冊》中制定了企業(yè)標準用色：藍色（C100 M30 Y0 K0）和白色（C0 M0 Y0K0），如圖4所示。為了延續(xù)航空企業(yè)的文化理念，與其他單位風(fēng)洞涂裝風(fēng)格進行區(qū)分，某風(fēng)洞主體顏色采用藍色。從色彩意象上來說，藍色也是代表科技感的顏色，與其內(nèi)在的品格相對應(yīng)。

（三）配置輔助色彩

單一的顏色會稍顯單調(diào)，不同色相的調(diào)和會產(chǎn)生不同的效果。不僅可以更直觀地區(qū)分功能，還可以搭配出不同的風(fēng)格特征。氣動院風(fēng)洞洞體的藍色作為其特有的顏色固定使用，在此“底色”基礎(chǔ)上增加輔助色。航空工業(yè)企業(yè)眾多，需要在普遍的藍色基礎(chǔ)上構(gòu)建出其特有的風(fēng)格，以氣動院幾座新建風(fēng)洞配色作為參考，確定一種普遍認可的配色體系進行延續(xù)，并結(jié)合每座風(fēng)洞自身的特點將顏色比例位置進行變化。選用以紅、橙、黃、綠、藍和紫6個色相為基礎(chǔ)的24級色相環(huán)為研究基礎(chǔ)，對輔助顏色進行配置。氣動院沈陽院區(qū)現(xiàn)風(fēng)洞應(yīng)用的輔助色彩包含：

1.藍色類似色相，如圖5所示，在色環(huán)上角度小于30°，得到穩(wěn)定溫和的感覺，使之具有沉靜感。

2.藍色與黃色的近似補色，如圖6 所示，在色環(huán)上角度為120°～150°，有自然明快、生動活潑的色彩感覺。

3.藍色與橙色的完全補色，如圖7所示，在色環(huán)上角度為180°，產(chǎn)生強烈的對比效果，具有明亮、熱烈之感。

（四）色彩比例

色彩比例通過功能性的表達進行劃分，給使用者和參觀者明顯的提示。根據(jù)風(fēng)洞本身的結(jié)構(gòu)功能特征，將需要更換的結(jié)構(gòu)和可移動的部段（圖8綠色部分）以及重點試驗部段（圖8紅色試驗艙部分）進行顏色區(qū)分。同時，根據(jù)人員的使用、檢修及參觀情況進行主次的劃分，使用目標定位為行業(yè)內(nèi)外專業(yè)技術(shù)人員，展示目標則較為廣泛，由專業(yè)人員擴大到普通大眾，如圖9中標示，對于進入廠房內(nèi)的第一視覺區(qū)域、經(jīng)常使用的區(qū)域、需要提示的部分，適宜采用明度和純度高的顏色。另外，風(fēng)洞系統(tǒng)內(nèi)的輔助設(shè)備及管道則使用同色系藍色和容易隱藏到大環(huán)境中的白色或灰色，不會過度占據(jù)人的注意力。

上文提到，此風(fēng)洞具有高速高溫的特點，因此明快、明亮的色彩搭配更符合其產(chǎn)品意向，將現(xiàn)配置的三種輔助顏色形成兩套洞體配色方案。

1.涂裝方案一：將可活動可更換部件：加熱器架車、等直段、穩(wěn)定段、噴管段移動架、試驗艙大門窗、二喉道、人孔蓋等部件使用黃色輔助色，其中也包含了重點試部段和主要視覺區(qū)域，如圖10所示。

2.涂裝方案二：將主體藍色的類似色深藍作為洞體支座顏色，使風(fēng)洞具有穩(wěn)定感，又將互補對比色橙色點綴在可活動可更換部件和洞體主要區(qū)域上，以增強提示性，如圖11所示。

此風(fēng)洞在色彩比例應(yīng)用上尋求一種理性的規(guī)律感，相較于之前風(fēng)洞洞體輔助顏色點和面的應(yīng)用，此風(fēng)洞利用環(huán)形肋板這一結(jié)構(gòu)特點，將輔助顏色用線形元素在整個洞體上進行點綴和延伸，使底座與洞體、固定與運動部段有機結(jié)合在一起，用小面積和小體量的顏色達到特色識別的目的。

（五）標識符號

在顏色無法完成功能性和識別性的表達時，則需要使用標識符號來進行補充，給予相應(yīng)的符號化的提示。此風(fēng)洞擁有多個可更換的噴管段以滿足不同的試驗需求，在不同的噴管上標注速度型號而進行區(qū)分，在可移動駕車上標注機構(gòu)可移動方向的箭頭，在重點視覺區(qū)域和試驗部段內(nèi)外的風(fēng)洞名稱標志，企業(yè)名稱與風(fēng)洞名稱采用標志+中英文全程的組合形式，標注在試驗艙大門框上。在固定管道段及引射器支座上標注代表氣流方向的箭頭。

（六）確定最終方案

經(jīng)評審，項目組更希望此風(fēng)洞呈現(xiàn)出科技感、現(xiàn)代化、醒目和活躍的特點，最終選擇藍色與橙色的搭配方案。藍色洞體，深藍色的底座，加上橙色的互補色，得到鮮明飽滿的效果，既有對比，又具有和諧感。根據(jù)功能和美觀性比例，采用橙色：深藍色：藍色=1：3：6等差數(shù)列比的經(jīng)典配色比例進行設(shè)計，如圖12所示，形成顏色逐級擴充的態(tài)勢。

將設(shè)計方案轉(zhuǎn)換為實際產(chǎn)品，參考顏色更為豐富的R AL國際（德國）標準色卡，選擇對應(yīng)的油漆色號以方便施工。洞體主體天藍色（RAL5015），支座深藍色（RAL5013），部分環(huán)肋點綴橙色（RAL2004）。其他輔助設(shè)備以藍色（RAL5015/RAL5013）、白色（RAL9003）為主，輔助管道使用銀灰色（RAL9006），與風(fēng)洞主體色具有協(xié)調(diào)性，不會分散過多的視覺注意力，最終效果如圖13所示，并且最終涂裝實施照片如圖14所示。

結(jié)論

通過某風(fēng)洞涂裝設(shè)計實踐，將產(chǎn)品識別中的品牌文化、色彩風(fēng)格和功能符號要素進行整合，使企業(yè)內(nèi)風(fēng)洞形成特有的涂裝識別元素，用風(fēng)洞外在形象體現(xiàn)出風(fēng)洞本身的特點和企業(yè)內(nèi)在的品質(zhì)，解決了現(xiàn)階段國內(nèi)風(fēng)洞涂裝存在的一些問題，為大型風(fēng)洞設(shè)備色彩涂裝設(shè)計提供了理論依據(jù)。下一步希望形成更為科學(xué)的評價體系，在現(xiàn)有設(shè)計基礎(chǔ)上進行傳承并且不斷創(chuàng)新。另外，隨著風(fēng)洞市場需求的增多，在為一些高?；蚱渌麊挝贿M行風(fēng)洞設(shè)計時，可參考此涂裝設(shè)計理論及方法，提高設(shè)計效率，將風(fēng)洞建成每個單位的品牌工程。