
由Richard Childress Racing制成的Next Gen原型車(chē)(圖片來(lái)自NASCAR)
賽車(chē)運(yùn)動(dòng)具有獨(dú)特的美國(guó)特色,這項(xiàng)運(yùn)動(dòng)起源于20世紀(jì)20年代美國(guó)禁酒時(shí)代禁止走私威士忌的事件,被稱(chēng)為moonshine(非法釀制和銷(xiāo)售的威士忌)。
為提高車(chē)速以逃避警察追捕,走私者們通常減輕并改裝他們的車(chē)輛。
而對(duì)加大了馬力的街頭車(chē)輛的迷戀,引發(fā)了一些駕駛者的比賽行為,以期獲得獎(jiǎng)金和炫耀的資本。
逐漸地,這項(xiàng)比賽成為一種流行的娛樂(lè)形式,最終發(fā)展成為一項(xiàng)有組織的運(yùn)動(dòng)。
1948年,美國(guó)全國(guó)運(yùn)動(dòng)汽車(chē)競(jìng)賽協(xié)會(huì)即知名的NASCAR(美國(guó)北卡羅來(lái)納州夏洛特)正式成立,當(dāng)時(shí)這一組織的成立,是為了創(chuàng)建一套標(biāo)準(zhǔn)的改裝車(chē)賽規(guī)則,今天,這一認(rèn)證機(jī)構(gòu)對(duì)在美國(guó)、加拿大、墨西哥和歐洲的不同賽道上舉行的1500多場(chǎng)比賽進(jìn)行監(jiān)督。
在賽車(chē)運(yùn)動(dòng)的早期階段,比賽用的汽車(chē)僅限于工廠的模型車(chē)。
后來(lái),NASCAR允許對(duì)汽車(chē)進(jìn)行改裝以增強(qiáng)其耐久性。
近年來(lái),隨著改裝數(shù)量的增多,這一做法融入到了體育文化之中。
每一個(gè)賽季,NASCAR都會(huì)評(píng)估其規(guī)則,并經(jīng)常作出改變,以提高安全性,或者使汽車(chē)更具有競(jìng)爭(zhēng)力。
為了遵守該組織不斷完善的規(guī)則,每次比賽前都要對(duì)NASCAR車(chē)輛進(jìn)行檢查。
NASCAR規(guī)定了哪些材料可以使用,以及用在哪兒和如何使用。
輕量化與提高車(chē)速通常是并駕齊驅(qū)的,所以,幾十年來(lái),NASCAR 車(chē)輛自然而然地用復(fù)合材料來(lái)獲得固有的輕量化、強(qiáng)度和剛性。
一個(gè)與鋼部件厚度一樣的碳纖維部件,能以1/3的重量提供4倍的強(qiáng)度。
所以,多年來(lái),NASCAR車(chē)隊(duì)總是在尋找合法的汽車(chē)減重機(jī)會(huì),并在賽車(chē)中增加了對(duì)復(fù)合材料的應(yīng)用。
除減重外,復(fù)合材料還具有其他優(yōu)勢(shì)。
比賽期間,剎車(chē)會(huì)產(chǎn)生巨大的熱量,同時(shí),發(fā)動(dòng)機(jī)蓋下溫度可達(dá)300~400ºF(約149~204℃),而碳纖維的耐熱性則有助于減少發(fā)動(dòng)機(jī)部件的疲勞性損傷。

這款由Hendricks Racing 公司為賽車(chē)手Jimmie Johnson制造的2019款汽車(chē)要比其2002款汽車(chē)多使用了35%以上的碳纖維,包括碳纖維的發(fā)動(dòng)機(jī)蓋、排氣孔部件、行李箱、座椅、保險(xiǎn)杠和一些小型部件,最大的碳纖維部件是座椅
當(dāng)前參與NASCAR系列大賽的第六代車(chē)輛(通常稱(chēng)為Gen-6)采用了幾種復(fù)合材料制成的車(chē)身部件。
Gen-6 汽車(chē)包含一個(gè)鋼管車(chē)架底盤(pán)和碳纖維與沖壓鋼混合制成的車(chē)身面板。
該車(chē)的發(fā)動(dòng)機(jī)罩蓋和后備箱蓋由加入了芳綸纖維的碳纖維制成,可以減少撞車(chē)時(shí)產(chǎn)生的碎裂。前后蒙皮也由復(fù)合材料制成。
其他由復(fù)合材料制成的部件還包括冷卻管、齒輪冷卻器殼、剎車(chē)管和電池箱。
而復(fù)合材料在發(fā)動(dòng)機(jī)部件上的應(yīng)用重點(diǎn)則是在發(fā)動(dòng)機(jī)上安裝部位較高的部件,因?yàn)檫@能降低汽車(chē)的重心。此外,碳纖維座椅也經(jīng)常使用。
目前,Gen-6汽車(chē)在不含司機(jī)和燃料時(shí)的凈重為1451kg。
目前正在開(kāi)發(fā)用于NASCAR賽事的新的第七代車(chē)輛,許多車(chē)隊(duì)期待著所謂的下一代Next-Gen汽車(chē)允許使用更多的復(fù)合材料,甚至可能使用全復(fù)合材料的車(chē)身。也有猜測(cè)認(rèn)為,NASCAR車(chē)輛當(dāng)前的車(chē)身-車(chē)架結(jié)構(gòu)會(huì)被可能也由碳纖維制成的一體式盆體所取代。
據(jù)參加NASCAR 杯系列大賽的Hendrick Motorsports 車(chē)隊(duì)(美國(guó)北卡羅來(lái)納州夏洛特)發(fā)動(dòng)機(jī)操作主管Jeff Andrews介紹,Next-Gen 汽車(chē)的開(kāi)發(fā)目標(biāo)是要比現(xiàn)在的Gen-6汽車(chē)更輕,重量可能在1361~1406kg。
“全復(fù)合材料的車(chē)身將在不久的將來(lái)成為實(shí)現(xiàn)。”在于2019年5月舉行的SAMPE大會(huì)暨展示會(huì)期間,Andrews在其主題演講中表示,“這項(xiàng)運(yùn)動(dòng)可以見(jiàn)證復(fù)合材料的車(chē)身將在2~4年內(nèi)得到廣泛應(yīng)用。”他補(bǔ)充說(shuō),全復(fù)合材料的車(chē)身系統(tǒng)能夠在整個(gè)車(chē)輛長(zhǎng)度上提供更一致的表面,并有可能縮短車(chē)輛的制造時(shí)間。
雖然還沒(méi)有被引入到NASCAR杯系列賽事中,但復(fù)合材料的車(chē)身已經(jīng)在其他級(jí)別的NASCAR比賽中得到了檢驗(yàn)。
首先,通過(guò)參加2017年Xfinity系列賽的3場(chǎng)比賽,全復(fù)合材料的車(chē)身被引入到了NASCAR的國(guó)家比賽級(jí)別Xfinity系列賽事中。
2018年,除超級(jí)高速比賽Dayton International Speedway和Talladega Superspeedway之外,復(fù)合材料的車(chē)身被用于該系列賽的所有比賽中。
由法蘭連接在一起的互鎖復(fù)合材料板,構(gòu)成了Xfinity賽車(chē)的復(fù)合材料車(chē)身。
從本質(zhì)上說(shuō),這些面板通過(guò)鎖定而固定到位的方式,為更換損壞的面板帶來(lái)了方便。
據(jù)NASCAR 研發(fā)中心團(tuán)隊(duì)效率高級(jí)主管Brett Bodine介紹,與成形并焊接一個(gè)鋼車(chē)身相比,將含有預(yù)制復(fù)合材料面板的車(chē)身懸掛在底盤(pán)上所用的時(shí)間要短得多,通常大約是2天而不是接近2周。
“我們確信,在賽車(chē)上懸掛車(chē)身將節(jié)省每個(gè)車(chē)隊(duì)的費(fèi)用。”他表示,“更大的節(jié)省可能在修理方面:將這些面板彼此拆開(kāi),然后重新裝上一個(gè)新的。”
Xfinity復(fù)合材料車(chē)身的另一個(gè)特點(diǎn)是,在面板表面一些可能引誘車(chē)隊(duì)非法改變汽車(chē)空氣動(dòng)力學(xué)的區(qū)域有凸起的蜂窩狀圖案,因此,如果要對(duì)這些凸起區(qū)域進(jìn)行非法打磨就很容易被發(fā)現(xiàn)。
Five Star RaceCar Bodies公司(美國(guó)威斯康星州Twin Lakes)生產(chǎn)用于Xfinity車(chē)身的復(fù)合材料面板,自2015年以來(lái),該公司的復(fù)合材料車(chē)身一直被用于NASCAR K&N Pro Series系列中,它為NASCAR的車(chē)身風(fēng)格提供了一個(gè)試驗(yàn)場(chǎng)所,允許它們?cè)趨⒓尤珖?guó)系列賽前得到檢驗(yàn)。
除減重外,NASCAR采用Next Gen規(guī)范的目的是,降低在NASCAR賽事中的成本,以為除主宰這項(xiàng)運(yùn)動(dòng)的雪佛蘭、福特和豐田之外的其他汽車(chē)制造商敞開(kāi)大門(mén)。
NASCAR創(chuàng)新與賽車(chē)發(fā)展副總裁John Probst表示,Next Gen賽車(chē)的車(chē)身可能將由法蘭安裝的復(fù)合材料制成,這意味著它與參加X(jué)finity系列賽的汽車(chē)一樣,車(chē)身面板是互鎖的。
由Richard Childress Racing(簡(jiǎn)稱(chēng)RCR,美國(guó)北卡羅來(lái)納州Welcome)制造的一款Next Gen原型車(chē),于2019年10月由RCR的駕駛員Austin Dillon試駕,然后于2019年12月由Team Penske的駕駛員Joey Logano試駕。
在繼續(xù)開(kāi)發(fā)和測(cè)試的過(guò)程中,Next Gen的車(chē)身殼體和底盤(pán)預(yù)計(jì)將于2021 年首次亮相。