Електромобилите вече ни свикнаха с впечатляващи динамични показатели и нестандартни технически решения. Tesla обаче реши да отиде много по-далеч. В новия Roadster е приложена технология, заимствана от космическата индустрия, която позволява да се преодолее едно от основните ограничения на традиционния автомобил. Имат ли подобни решения шанс да навлязат масово, или ще останат просто любопитна атракция за най-заможните автомобилни ентусиасти?

Снимка: пресматериали на Tesla

По време на представянето на новото поколение Tesla Roadster, което се състоя на 15 октомври в Тексас, производителят демонстрира възможностите на прототип, разработен в сътрудничество със SpaceX. Автомобилът не само постигна обявеното ускорение от 0 до 60 мили в час за по-малко от секунда, но и изпълни маневри, които досега се свързваха по-скоро с експериментални машини, отколкото с пътни автомобили.

Зад необикновените възможности на Roadster стоят две решения: система от дюзи, работещи със сгъстен газ, и система от вентилатори, създаващи допълнителна аеродинамична притискаща сила. Макар и двете да използват газов поток, те изпълняват напълно различни функции.

Ракетна тяга в автомобил? Как работи технологията на SpaceX

Едно от най-сериозните ограничения за динамиката на автомобила е сцеплението на гумите. Дори при огромна мощност на двигателите превозното средство не може да ускорява произволно бързо. Моментът, в който колелата започват да губят сцепление, определя границата, до която тяговото усилие може да бъде предадено към пътната настилка. Tesla реши частично да заобиколи това ограничение.

В новия Roadster са използвани дюзи, известни като cold gas thrusters, т.е. реактивни двигатели със студен газ. Работата им не изисква изгаряне на гориво. Газ, съхраняван под много високо налягане, се освобождава през специално профилирани дюзи и създава реактивна сила. Това решение е познато най-вече от космическата техника, където подобни системи се използват за маневриране и промяна на ориентацията на обектите.

В Roadster сгъстеният газ се съхранява в специални резервоари под налягане, подсилени с композитни материали. Дюзите, разположени в задната част на автомобила, осигуряват допълнителна ускоряваща сила, независима от сцеплението на колелата. Това означава, че електродвигателите продължават да задвижват колелата, но за кратко автомобилът може да разчита и на допълнителна тяга.

По време на презентацията Tesla демонстрира ускорение от 0 до 60 mph (около 96,6 км/ч) за 0,81 секунди.

Tesla може и да се отлепи от земята

Още по-впечатляващи възможности показа версията Rocket. В тази конфигурация автомобилът използва десет дюзи, разположени в различни части на каросерията. Четири от тях осигуряват тяга напред, други позволяват повдигането на автомобила, а останалите помагат за контрола на неговата ориентация.

По време на демонстрацията Roadster се издигна над земята, премести се във въздуха и направи завъртане преди кацането. Производителят показа и скок над няколко автомобила, паркирани един до друг. Според информацията, представена на премиерата, версията Rocket разполага с резервоари за сгъстен газ с общ обем около 600 литра.

Това решение обаче не бива да се бърка с истински летящ автомобил. Възможността за кратък скок не означава способност за продължителен, контролиран полет или за придвижване по въздуха на големи разстояния. Системата разполага и с ограничен запас от енергия, натрупана в сгъстения газ. След изразходването му резервоарите трябва да бъдат напълнени отново.

Автомобилът, който залепва за асфалта

Втората необикновена технология в новия Roadster е активната система за създаване на притискаща сила чрез вентилатори.

При класическите спортни автомобили аеродинамичната притискаща сила се създава преди всичко от въздушния поток около каросерията. Стойността ѝ нараства с увеличаване на скоростта.

Tesla използва допълнително вентилатори, които изсмукват въздуха изпод автомобила. Така се образува зона с понижено налягане, а разликата в налягането между горната и долната част на автомобила го притиска към настилката. Важното е, че подобна система може да създава притискаща сила и когато автомобилът е неподвижен.

По време на премиерата Roadster влезе в специално подготвена извита рампа и за известно време се движеше обърнат с колелата нагоре. Това беше възможно благодарение на притискащата сила, създавана от вентилаторите.

Самата идея не е нова. Подобни решения вече са използвани в състезателни автомобили, сред които Chaparral 2J и Brabham BT46B от 70-те години на XX век. Новото при Tesla е съчетаването на това решение с модерна електроника, електрическо задвижване и система от реактивни дюзи.

Защо подобни решения не се монтират в обикновените автомобили?

От техническа гледна точка допълнителната тяга, независима от сцеплението на колелата, може да бъде интересно решение. Трудно е обаче да ѝ се намери практическо приложение в ежедневното движение по пътищата.

Първият проблем е сложността на конструкцията. Резервоарите за високо налягане, клапаните, тръбопроводите и дюзите увеличават масата на автомобила и изискват подходяща защита. Към това се добавят въпросите за контрола на херметичността, устойчивостта на повреди и сервизното обслужване.

Друго ограничение е запасът от сгъстен газ. За разлика от електродвигателя, който може да черпи енергия от батерията през цялото време на движение, реактивната система разполага с ограничено количество натрупано работно вещество.

Не бива да се пренебрегва и безопасността на околните. Струята газ, излизаща от дюзите с висока скорост, може да представлява опасност за хора и предмети в близост до автомобила.

Системата от вентилатори изглежда по-практична, особено при автомобилите за писта. Тя позволява да се получи допълнителна притискаща сила, без автомобилът да трябва да развива висока скорост. И тук обаче има ограничения, свързани с енергопотреблението, шума и чувствителността на системата към състоянието на настилката.

Ще може ли новата Tesla да се движи легално по пътищата?

По време на премиерата бяха представени три основни версии на Roadster: Performance, Thrust и Rocket.

Базовата версия Performance използва активна аеродинамика и система от вентилатори. Thrust получава допълнително реактивни дюзи, които подпомагат ускорението, а Rocket разполага с оборудване, позволяващо краткотрайно издигане над земята.

Най-екстремната версия е предназначена за специализирана употреба и не е одобрена за движение по пътищата с обществено ползване. Наличността на пътна версия на Thrust също ще зависи от изпълнението на съответните технически и хомологационни изисквания.

Струва си да се има предвид, че представеният автомобил все още е прототип. Tesla обявява началото на серийното производство за 2028 г., но в миналото графикът за пускането на новия Roadster вече неколкократно беше отлаган.

Първоначалната концепция на второто поколение на модела беше показана през 2017 г., като тогава началото на производството беше обявено за 2020 г.

Бъдещето на автомобилостроенето или демонстрация на инженерни възможности?

Трудно е да се очаква, че в следващите години реактивни дюзи ще се появят в масовите леки автомобили. Използването им в ежедневния транспорт би означавало допълнителни разходи, конструктивни усложнения и проблеми, които традиционното електрическо задвижване просто не създава. Това обаче не означава, че технологиите, показани от Tesla, нямат бъдеще.

Активните аеродинамични системи, усъвършенстваното управление на въздушния поток или новите решения в областта на леките резервоари под налягане могат да намерят приложение в други сфери на автомобилостроенето. Особено интересно изглежда използването на вентилатори за подобряване на сцеплението на спортните автомобили.

При реактивните дюзи практическите ползи са далеч по-малко очевидни. Те позволяват да се постигнат зрелищни резултати, но не решават проблемите, с които се сблъскват потребителите на обикновени автомобили.

Следователно новият Roadster е преди всичко демонстрация на възможностите на съвременното инженерство. Той показва какво може да бъде постигнато, когато ограниченията, свързани с разходите и практичността, отстъпват на заден план.

Остава въпросът дали подобни експерименти ще поставят началото на по-широки конструктивни промени, или ще останат в историята на автомобилостроенето като поредния пример за завладяващо, но слабо практично решение.