و بالاخره خودروی پرنده ، شبی که تسلا جاذبه را به چالش کشید - رنتوتریپ

بیت ران: نمایش اول اینطوری آغاز شد که رودستر تازه با ترکیب فن های قدرتمند و تراسترها از یک رمپ وارونه بالا رفت، در هوا چرخید و آرام روی آسفالت نشست. مثل این بود که واقعا به سقف چسبیده باشد و گرانش را دور بزند. البته خود ماسک هم گفت که که این ماشین برای ایمنی بهینه نشده است.

نمایش دوم هیجان انگیزتر بود. رودستر در حال حرکت با تراسترها از روی ردیفی از خودروهای تسلا پرید. در آخر نوبت شتاب گیری افسانه ای بود. در تست میدانی همان شب، شتاب صفر تا صد 0.81 ثانیه ای برای این خودرو ثبت شد. زیر یک ثانیه!

تسلا رودستر اولین خودروی پرنده واقعی

رودستر تازه با نسخه ای که ایلان ماسک سال 2017 نشان داد خیلی فرق دارد. نسخه قدیمی 3 موتوره و چهارچرخ محرک بود. با باتری 200 کیلووات ساعتی و بردی که ادعا می شد به 960 کیلومتر می رسد.

نسخه تازه فقط محرک عقب است و 2 موتور پشتش دارد که یک مگاوات (یک میلیون وات) توان و بیش از 1400 نیوتون متر گشتاور فراوری می نمایند و از نظر توان و گشتاور از نسخه پِلِید جلو می زنند. این اعداد برای ویرایش پرفورمنس 1٬341 اسب بخار و1٬401 نیوتون متر اعلام شده است.

انتقال قدرت هم جالب است. موتورها به وسیله مجموعه دنده های سیاره ای با نسبت 8.4 کار می نمایند. دیفرانسیلی در کار نیست و هر طرف مستقل کنترل می گردد. یعنی تقسیم گشتاور بین چرخ چپ و راست کاملاً الکترونیکی است. حذف دیفرانسیل مکانیکی هم وزن را کم می نماید و هم کنترل را دقیق تر. وزن سبک ترین نسخه حدود 1٬700 کیلوگرم است.

باتری ها از سلول های سری 4680 تسلا با قوطی آلومینیومی ساخته شده اند. خنک کاری دوطرفه دارند و صفحه بالایی آنها از تیتانیوم ساخته شده که از فولاد معمول نازک تر و سبک تر است. فشار الکتریکی کل باتری حدود 800 ولت است. دقیقاً مثل سایبرتراک و سِمی. شارژ 15 تا 85 درصد حدود 10 دقیقه طول می کشد.

شوخی ایلان ماسک با فیزیک

اگر بخواهیم یک قطعه را مهندسی ترین بخش رودستر تازه بنامیم، سیستم مکش آن است. در سرعت های پایین بال عقب تقریباً بی اثر است. برای همین رودستر چهار فن حدود 20 کیلوواتی دارد که از خانواده موتور کمپرسور پمپ حرارتی تسلا ساخته شده اند.

اصل کار چسبیدن نیست، اختلاف فشار است. فن ها فشار هوا را در فضای مهروموم شده زیر کف پایین می آورند و فشار جو از بالا ماشین را به جاده فشار می دهد، دقیقاً مثل اثر زمینی (ground effect) در فرمول 1، اما در سرعت صفر هم کار می نماید.

برآورد مهندسان فیزیک و مکانیک این است که چرخ ها با فشار بیش از 2 g به آسفالت فشرده می شوند. حتی خود ماسک هم روی صحنه اظهار داشت این مکش تا 2 g می رسد. این همان قابلیتی است که ماشین را روی رمپ وارونه نگه داشت.

وقتی مکش، نیروی عمودی را چند برابر کند، لاستیک می تواند همان قدر بیشتر نیروی پیشران منتقل کند بدون اینکه سر بخورد. همین چسب مجازی است که اجازه می دهد قدرت یک مگاواتی واقعاً عملی گردد.

برویم سراغ بخش اصلی ماجرا. وظیفه پروازه این پروژه یک سیستم گاز سرد (cold gas thruster) است. یعنی احتراق ندارد، و گاز فشرده از نازل ها خارج می گردد و بر اساس قانون سوم نیوتون ماشین را حرکت می دهد. گاز مصرفی هم اصلاً هوا نیست.

یک مخزن کربنی 200 لیتری تا تقریباً 689 واحد bar نیتروژن نگه می دارد و تراسترهایی با نیروی بیش از 80 کیلونیوتن را تغذیه می نماید. این یعنی تقریباً معادل یک موتور جنگنده.

مخازن اصلی از همان فناوری راکت های فالکون استفاده می نمایند. یعنی یک پوشش نازک که با الیاف کربن پیچیده شده و کربن تقریباً همه بار فشار را تحمل می نماید. تسلا گفته همه فضاهای خالی قابل استفاده ماشین با این مخازن پر شده.

البته اوضاع آنطور که فکر می کنید فضایی و افسانه ای نیست. در همین مدت کوتاهی که از رونمایی این خودرو گذشت، کارشناسان چند ابهام و مجهول برایشان مطرح شده. مثلاً ظرفیت دقیق باتری به کیلووات ساعت و وزن نهایی اعلام نشده.

اینکه مکش روی دست انداز و در پیمایش طولانی پیست چقدر پایدار می ماند معلوم نیست. اعداد تراستر هنوز مشخصات قابل تکرار مثل نیرو، فشار کاری، حجم قابل استفاده و عمر سیکل را ندارد.

داستان خودروی پرنده

ماشین پرنده در فکر اهالی سینما با فیلم بازگشت به آینده آغاز می گردد. اما این رویا خیلی قدیمی تر از سینماست. حدود سال 1917 گلن کرتیس هواپیمای آتوپلین را ساخت که با دو بال قابل جدا شدن، یک جور ماشین پرنده اولیه بود. در دهه 40 و 50 میلادی هم ایروکار مولتون تیلور هم زمان مجوز پرواز و جاده گرفت. از همان زمان دو ایده مطرح شد.

یکی هواپیماهای جاده رو، مثل ترافوجیا و دیگری VTOL (مخفف Vertical Take-Off and Landing. یعنی هواگردی که می تواند بدون باند، مستقیم به صورت عمودی بلند گردد و بنشیند، مثل هلیکوپتر) که بیشتر به تاکسی هوایی شبیه هستند تا خودرو.

در ادبیات خودرویی، ماشین پرنده باید دو کار را با هم انجام دهد. هم روی جاده مثل خودرو معمولی راه برود و هم در هوا پرواز پایدار و کنترل شده داشته باشد. نه فقط یک جهش. این جا اختلاف نظر آغاز می گردد. یعنی هنوز ثابت نشده خودروی تازه تسلا بتواند واقعاً پرواز کند و فقط نپرد و در عین حال روی جاده هم سریع برود.

حتی گروهی می گویند این خودرو قابلیت پرواز محدود دارد و برخی ویژگی هایش اصلاً ارزش تجاری ندارد. تسلا هم خودش در سایتش اشاره نموده نسخه پرنده برای استفاده در جاده های عمومی تأییدیه ندارد.

پس تسلا رودستر پرنده چیست؟ یک پرنده به معنای هواپیما یا وی تول نیست. بیشتر یک ابرخودروی جهنده است که با هوای فشرده از زمین جدا می گردد. مخزن هوایش محدود است، پس زمان در هوا بودنش هم کوتاه است. اما اینکه یک خودرو با چنین نیرویی پرواز کنترل شده در ابعاد بالا داشته باشد، تا حالا در هیچ مراسم رونمایی دیده نشده بود.

خودروی پرنده از نگاه مهندسی، چهار ویژگی اصلی دارد. پرواز پایدار و قابل کنترل، ایمنی بالا (با تعداد زیادی سیستم پشتیبان)، مجوز قانونی از نهادهای هوانوردی، و صرفه مالی. رودستر فعلاً بیشتر روی بخش اول و تا حدی دوم دست گذاشته. خود ماسک گفته اگر ایمنی اولویت اول شماست، رودستر را نخرید. سه شرط دیگر هنوز سؤال بی پاسخ است.

تا 2028 راه زیادی مانده. تسلا قبلاً هم 10 سال دیر نموده. اما اگر تسلا و اسپیس ایکس به وعده شان عمل نمایند، این رودستر می تواند همان لحظه ای باشد که ماشین های پرنده از فیلم ها به خیابان آمدند، یا حداقل از زمین بلند شدند.