NASCAR 中复合材料的演变

 

 

全美汽车赛车协会（NASCAR）于1948年正式成立，当时该组织成立以创建一套标准化的汽车赛车规则和法规。如今，这一机构在美国、加拿大、墨西哥和欧洲的不同赛道监督着1500场比赛。

 

轻量化和提高汽车速度是密不可分的，因此数十年来，NASCAR 汽车自然会使用复合材料来实现其固有的轻量化、强度和刚度。多年来，NASCAR团队一直在寻找合法地减轻车辆重量的机会，并在这项运动中增加了对复合材料的使用。

 

在原始赛车的早期，车辆仅限于工厂模型车。最终，NASCAR 允许对汽车进行改装以提高耐用性。多年来，修改的数量增加了，这种做法也渗透到了这项运动的文化中。每个赛季，NASCAR 都会评估其规章制度，通常会进行一些更改，以提高安全性或使赛车更具竞争力。在每次比赛前都要检查 NASCAR 车辆是否符合组织不断发展的法规。NASCAR 规定了可用于汽车的材料，以及在何处以及如何使用它们。

 

除了重量轻以外，复合材料零件还具有其他优点。赛车时刹车会产生巨大的热量，引擎盖下的温度可以达到300-400华氏度。碳纤维的耐热性能有助于减少发动机零件的疲劳。

 

在 NASCAR 杯赛车系列中使用的当前第6代车辆规范（通常称为第6代）中，有几个车身部件是由复合材料制成的。Gen-6汽车包括一个钢管框架底盘和碳纤维和冲压钢车身面板的混合物。该车的引擎盖和后甲板盖是碳纤维与凯夫拉尔合并，以减少分裂和粉碎的情况下发生碰撞。前后蒙皮也由复合材料制成。复合部件的其他示例包括冷却软管、齿轮冷却器壳体、制动导管和蓄电池箱。说到发动机部件，复合材料部件的重点放在安装在发动机上方的部件上，这样可以降低车辆的重心。碳纤维座椅也经常使用。目前的汽车在没有驾驶员和燃油的情况下重3200磅（1451公斤）。

 

新的第七代汽车规范目前正在为 NASCAR 开发，许多团队预计所谓的下一代汽车将允许更多的复合材料，甚至可能是一个全复合材料的车身。

 

据NASCAR系列赛车队亨德里克赛车引擎运营总监杰夫•安德鲁斯（JeffAndrews）称，下一代汽车的目标是比目前的6代汽车更轻，并且可能在3000至3100磅的范围内。安德鲁斯曾表示，全复合材料的实施就在不远的将来。所有复合材料机构的实施都在不久的将来。这项运动将在2-4年内广泛采用复合材料车身。一个完整的复合材料车身系统可以在车身长度上提供更一致的表面，并可能允许更精简的车辆建造时间。

 

尽管尚未引入NASCAR杯赛系列，但复合材料车身已经在NASCAR比赛的其他级别进行了测试。在2017年的Xfinity系列比赛中，全复合材料车身在三场比赛中首次被引入到NASCAR的全国比赛水平。2018年，该系列中的所有比赛都使用了复合车身样式，超速赛车除外（代顿国际赛车场和塔拉迪加高速公路）。Xfinity复合材料主体由13个互锁的复合材料面板组成，这些面板通过法兰固定在一起。本质上，面板锁定并用螺栓固定到位，从而简化了损坏面板的更换。

 

将包含预制复合板的车体悬挂在底盘上所需的时间比形成、成形和焊接钢车体所需的时间短得多，大约只需要两天的时间——相比之前几乎需要将近两个星期。这将为每个车队所有者节省在赛车上悬挂车体的费用。

 

Xfinity复合车身的另一个特点是面板表面的凸起蜂窝状图案，在这些区域，车队可能会试图非法修改赛车的空气动力学装置。任何打磨或按摩凸起的地方都很容易被视为违规。

 

美国Five Star Race Car Bodies公司生产Xfinity复合车身中使用的复合板。自2015年以来，该公司的复合车身已在 NASCARK＆NPro 系列中使用，这为 NASCAR 的车身样式提供了试验平台，然后才允许其在全国范围内使用。

 

除了轻量化外，NASCAR下一代规格的目标是降低参加NASCAR的成本，为主导这项运动的三大汽车制造商——雪佛兰、福特和丰田打开大门。NASCAR创新和赛车发展副总裁约翰•普罗布斯特（John Probst）表示，下一代车体很可能是由法兰配合复合材料制成的，这意味着面板是互锁的，就像Xfinity系列的汽车一样。

 

由Richard Childress Racing（RCR）制造的下一代汽车原型由RCR驾驶员Austin Dillon于2019年10月进行了测试，然后由Penske团队的车手Joey Logano于2019年12月进行了测试。尽管开发和测试仍在继续，下一代外壳和底盘预计将于2021年首次亮相。