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保障F1摩托艇极速飞驰的高科技材料——碳纤维

高科技支撑的水上战机

http://www.f1boat.com.cn 2011-11-16   

 每小时280公里,如巨龙破浪,没有刹车,只有油门,如战机驶水飞翔,每一秒都是生死时速,高科技高材料的竞赛,这就是F1摩托艇,它代表着人类向速度极限挑战的一种超越,是现代文明中高速度、高科技的天然载体和象征,同时它也是商业价值最高,魅力最大,最吸引人观看的体育赛事之一,包含了以空气动力学、流体力学为主,加上无线电通讯、电气工程等世界上最先进的技术,很多新的科技都是在F1摩托艇上得以最初的实践的。

 在整个比赛过程中,摩托艇几乎是与水面脱离的,唯一有接触的部位也仅仅是舵和螺旋桨,可以毫不夸张地说,水上摩托艇运动已经近乎于在水面上飞翔。F1摩托赛艇由船体和发动机组成,目前参加F1摩托艇世锦赛的所有参赛队使用的发动机都是由美国水星公司生产的水星V6两冲程发动机,水星公司是世界最大的游艇发动机制造商,它的产品以品质可靠、爆发力强、加速灵敏、高转速耐受性强等一系列高性能,高品质而著称。如果说发动机是F1摩托艇的心脏,那么船体就可以说是F1摩托艇的身体。

 赛艇在水中飞驰,必须克服水的巨大阻力,材质对减小阻力起到了至关重要的作用。这些赛艇单体壳主要是用航空技术新材料碳纤维强化的环氧树脂以及芳纶纤维、合成纤维、Airex&Nomax打造的,这种由碳纤维打造的艇身,既轻便又坚固,是目前造艇科技的最高水平。

 由于碳纤维生产工艺复杂、技术含量高,加之政治因素限制技术和设备等引进,目前全球碳纤维技术和生产仍主要控制在日本和美国手中。全球可实现碳纤维产业化的国家和地区不足20个;规模化生产企业不超过12家。日本东丽、日本东邦、美国卓尔泰克、日本三菱丽阳是全球碳纤维产能排名前四的生产商,这四家分别占全球碳纤维总产能的23.4%、17.1%、14.3%和10.3%,而中国企业仅占4.3%。

 图:2009年全球碳纤维厂商产能占比(按碳纤维丝束产能计)

 

 虽然与铁、铝材料相比,碳纤维的“身价”更高,但其抗压性以及轻便性都远远优于铁和铝,那么它的优势具体在哪里呢?

 材质轻:碳纤维比铝轻30%,比铁轻50%。而且,由于碳纤维具有很强的抗撕裂性,当它被织成格状结构,再融入树脂后,其强度要超过铁。但由于这道工序需要耗费大量劳动力且效率很低,因此,大规模生产碳纤维的可能性不高;

 抗挤压:除了更轻盈之外,这种材料的抗挤压能力也令人惊叹。碳纤维复合材料的能量吸收能力比金属材料高4倍到5倍左右。多年来,F1摩托艇一直采用碳纤维复合材料制造其赛艇的碰撞缓冲构件,缓解水浪的冲击力,赛艇前面的两只叉体在遇到撞击时,能起到缓冲作用,从而显著减少了赛事中的重伤事故。在对赛艇进行的抗冲击测试中发现,铝制底盘受到挤压会变形,也会吸收部分能量,然而,由坚硬的碳纤维制造的驾驶舱却安然无恙,甚至侧面来的强力冲击也能让艇内的假人模型和电池毫发无伤

 至于艇身复合材料的制作工艺则属于技术机密,各厂家对此都绝对保密。

DAC赛艇工厂运输部

 2011年参加F1摩托艇世锦赛的赛艇主要有四个品牌,分别是:

 DAC:工厂总部设在意大利北部布里安扎,主要集中经营生产F1、F2摩托艇。十冠王高迪奥. 卡佩里尼身兼工厂的形象大使和顾问,许多获得较高声誉的赛手,如斯科特.吉尔曼、琼斯. 乔纳森、雷纳多. 莫里纳瑞都驾驶过DAC赛艇并给予了极高的评价,被认为是最能给予他们信心的赛艇品牌之一;

中国队皮埃尔伦迪驾驶的8号赛艇即是DAC生产的赛艇。

 BABA:工厂总部位于意大利米兰梅尔恩萨机场旁的巴斯托-阿瑞兹奥市。老板是曾经三次登上F1摩托艇世锦赛领奖台至高点的马西莫罗吉尔,目前许多赛艇名将用的都是BABA赛艇,如2011柳州大奖赛站冠军的阿布扎比队的山尼.阿.卡兹,狂鳄队名将芬兰冰刀萨米瑟里奥;

 Moore: 工厂总部位于法国。目前中国队两名赛手菲利普恰培和熊梓维用的就是Moore赛艇;

 

中国队菲利普恰培驾驶的7号赛艇就是Moore生产的赛艇

 Dragon:总部位于英国威尔士卡迪干,老板是获得四次F1摩托艇世锦赛冠军的琼斯乔纳森。

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