F1是每个男人心中的圣地，那里有着无数传奇、鲜花和香槟，最重要的还有着世界上最快的赛车。

无论是车身还是动力，这些F1赛车和普通的民用车有很大差异。 今天我们就来聊一聊F1赛车独特的碳纤维车身，以及这种材料未来在民用车上使用的可能性。

碳纤维单体壳历史

单体壳技术由来已久，早在1923年法国GP赛场上，被称为航空工程和汽车设计制造先锋的路易·布莱里奥就发布了由他设计的单体壳式结构的赛车。但直到1962年，在莲花25赛车上，它才第一次将质量轻、强度高的优势真正展现出来。技师的做法是用铆钉加固的轻金属壳体替代传统的管状框架座舱，这也是引入F1赛坛的第一具单体壳。在次年吉米-克拉克就驾驶着莲花25获得了七个分站赛的胜利，并最终获得了年度总冠军。

有趣的是，据资料记载，莲花汽车创始人柯林·查普曼和当时负责莲花赛车底盘设计的迈克·考斯丁在一次会面中用餐巾纸描绘了最初的单体壳车身构想。伟大竟然发生在了一张餐巾纸上！

至于说碳纤维材料在F1赛车上的运用那就又是另一个传奇了—1981年一级方程式迈凯伦 MP4/1。

虽然此前该材料多次应用于小组件中，但MP4/1 才是第一个真正意义上将碳纤维复合材料应用于整个底盘设计的赛车。通过增加相关材料链轴部位的负荷，碳纤维复合材料赛车的刚度重量比大大提高了，这让赛车变得更轻、更快、更安全了。在此之后，这种使得赛车变得更轻、更快、更安全的材料再也没有离开过F1赛场了。

有趣的是，由于在F1中优异的表现，这种材料受到了美国相关机构的重视，他们希望将这种材料作为覆盖材料用于武装直升机机身底部，以承受地面火力攻击，民用走向军工也是一段佳话了。

碳纤维单体壳原理是什么？

对于碳纤维单体壳原理的解释，这里有种比较生动的解释，那就是鸡蛋壳。据资料记载，当鸡蛋受力均匀时，一个鸡蛋可以承受近30Kg的力，而一个鸡蛋也就60g左右。曾在1989年，日本爱知县市民春日井市就采用了在汽车前轮各用34个鸡蛋，后轮各用52个鸡蛋的方法支承起了一辆大卡车。

为什么蛋壳能够承载比自身重量大得多的重量呢？其实蛋壳是一种多孔固体，具有夹层结构，有着高比强度、比刚度以及整体轻量化的特点。作为一种薄壳结构，在受到外力作用下，能把力沿着整个壳体表面向四周均匀传递，壳体上并不存在作用力集中在某一个地方的情况，单位面积受到的力并不大。

事实上，单体壳技术就是蛋壳原理的仿生应用。它不同于传统车身利用内部框架结构进行承载的方式，而是通过壳体表面来进行承载，车身上其他零部件直接与单体壳连接。这带来的好处是车身重量大大降低，承载重物的作用力均匀分散到每一个面，这获得了传统承载式结构所无法比拟的扭转刚度。

此外由于碳纤维是一种力学性能优异的新材料，它的比重不到钢的1/4，抗拉强度一般都在3500Mpa以上，是钢的7~9倍，抗拉弹性模量为23000~43000Mpa也高于钢。这进一步强化了这种结构带来的优异性能。

民用使用的可能性

目前，民用车中使用碳纤维材料结构并不多，多是集中在一些跑车上，并且多数跑车都沿用了F1赛车传统的布置方式，碳纤维单体壳作为承载结构和连接件而存在。但这终归只是富人的玩具，具有碳纤维单体壳结构的汽车往往价格十分昂贵，比如说迈凯伦570S Coupe、法拉利-LaFerrari等都是采用这种结构。