位于美國北卡羅來納州夏洛特市的美國全國賽車協(xié)會(National Association for Stock Car Auto Racing,簡寫NASCAR)成立于1948年,當(dāng)時該組織旨在制定一套標(biāo)準(zhǔn)化的賽車規(guī)則和條例。現(xiàn)如今,這個認(rèn)可機構(gòu)在美國、加拿大、墨西哥和歐洲的不同賽道監(jiān)督1500多場比賽。
汽車輕量化和提高車速兩者是密不可分的,因此數(shù)十年來,NASCAR汽車通過使用復(fù)合材料來實現(xiàn)汽車的輕量化,并保持應(yīng)有的強度和剛度。
在早期的賽車場上,汽車是工廠的模型車,直到NASCAR允許對汽車進(jìn)行改裝來增加耐久性。隨著歲月流逝,改裝車數(shù)量越來越多,這似乎已經(jīng)逐漸融入賽車體育文化中。
每一個賽季,NASCAR都會對其規(guī)章制度進(jìn)行評估,經(jīng)常會為了提高安全性或使賽車更具競爭力而更改規(guī)章制度。NASCAR車輛在每次比賽前都要檢查是否符合該組織制定的新法規(guī)。
采用與金屬鋼結(jié)構(gòu)件相同厚度制造的碳纖維部件,重量僅為三分之一卻能提供4倍的強度。NASCAR車隊一直在尋找合法地減輕汽車重量的機會,多年來在這項運動中復(fù)合材料用量不斷增加。除了重量輕以外,CFRP零件還具有其他優(yōu)點,比如賽車剎車時會產(chǎn)生巨大的熱量,發(fā)動機蓋下的溫度可以達(dá)到300-400華氏度,而碳纖維的耐高溫特性有助于減少發(fā)動機零件的疲勞。
在NASCAR Cup賽車系列中使用的現(xiàn)行第6代汽車規(guī)范(通常稱為Gen-6)中,有幾個車身部件是由復(fù)合材料制成的。Gen-6汽車包括一個鋼管框架底盤以及碳纖維和沖壓鋼車身面板的混合物。該車的發(fā)動機蓋和后行李箱蓋由碳纖維制成,并添加了凱夫拉纖維,來減少碰撞時的碎裂和破碎,前后蒙皮也由復(fù)合材料制成。當(dāng)涉及到發(fā)動機部件時,復(fù)合材料部件的重點放在安裝在發(fā)動機上方的部件上,這樣可以降低車輛的重心。此外,碳纖維座椅也經(jīng)常使用。目前的汽車在沒有駕駛員和燃油的情況下重3200磅(1451公斤)。
雖然尚未正式引入NASCAR Cup系列賽,但復(fù)合材料車身已經(jīng)在NASCAR其他級別的比賽中進(jìn)行了測試。如在2017年的Xfinity系列賽中,全復(fù)合材料車身首次在三場比賽中被引入NASCAR的國家比賽級別。2018年,除超級賽道(代頓國際高速公路和塔拉德加超級賽道)外,該系列所有比賽均采用了復(fù)合材料車身。Xfinity復(fù)合材料主體由13塊由法蘭連接在一起的互鎖復(fù)合材料板組成。由于面板鎖定并用螺栓固定到位,從而簡化了損壞面板的更換。
這輛由亨德里克斯為車手吉米·約翰遜設(shè)計的2019款汽車的碳纖維含量比2002款汽車高出35%
Xfinity復(fù)合材料車身的另一個特點是面板表面有凸起的蜂窩狀圖案,車隊可能會試圖非法修改汽車的空氣動力學(xué)。任何打磨或按摩這些凸起的區(qū)域都很容易被視為違規(guī)行為。
五星賽車車身(美國威斯康星州Twin Lakes)生產(chǎn)用于Xfinity復(fù)合車身的復(fù)合板。該公司的復(fù)合材料車身自2015年開始在NASCAR K&N Pro系列中使用,這為NASCAR的車身樣式提供了實驗平臺,然后才允許他們在全國范圍內(nèi)使用。
除了輕量化之外,NASCAR下一代規(guī)格的目標(biāo)是降低競爭成本,為主導(dǎo)這項運動的三大廠商雪佛蘭、福特和豐田之外的汽車制造商打開大門。NASCAR負(fù)責(zé)創(chuàng)新和賽車開發(fā)的副總裁約翰普羅布斯特(John Probst)曾表示,下一代車身將可能采用法蘭配合的復(fù)合材料制造,這意味著面板是互鎖的,就像Xfinity系列所用的汽車一樣。
由Richard Childress Racing(RCR,Welcome,N.C.,U.S.)制造的下一代原型車由RCR駕駛員Austin Dillon于2019年10月進(jìn)行了測試(下圖),然后又由Penske團(tuán)隊的車手Joey Logano于2019年12月進(jìn)行了測試。在繼續(xù)開發(fā)和測試的同時,下一代外殼和底盤預(yù)計將于2021年首次亮相。