Sådan kan Elon Musk bruge raketpropeller på den nye Tesla Roadster

i sidste uge annoncerede Spaceks og Tesla CEO Elon Musk dristige planer om at kombinere teknologierne i hans to største virksomheder ved at placere raketpropeller på fremtidige specialiserede modeller af Teslas Roadster. Thrusterne vil faktisk ikke forbrænde, ifølge Musk; i stedet vil de udvise højt tryk kold luft, hvilket giver Tesla et ekstra boost i acceleration. Det er et træk, som teknisk set fungerer, men det forvirrer også brancheeksperter og ingeniører: thrusterne vil ikke være meget effektive og vil sandsynligvis ikke være gade lovlige.

specifikt taler Musk om at inkorporere et nøgleelement fra Falcon 9 raket — en tank kendt som en sammensat overindpakket trykbeholder eller en COPV. Disse flasker er lavet af en tynd metalforing, der er pakket ind i kulfibre, og de er en fantastisk måde at opbevare en masse trykluft i et meget lille rum. De er også ret lette, hvorfor mange raketproducenter kan lide at bruge dem til at hjælpe med at presse deres raketter.

på Falcon 9 sidder Copv ‘ erne inde i drivmiddeltankene og holder dem under tryk under flyvning. Når raketten klatrer til rummet, tømmes drivmidlerne hurtigt fra tankene, og det er Copv ‘ ernes opgave at erstatte disse væsker med helium, så tankene opretholder deres form. Trykluften inde i disse flasker bruges ikke til at drive raketten direkte. Nogle biler bruger også Copv ‘er: busser og lastbiler bruger dem til opbevaring af komprimeret naturgas, og biler med brintbrændselsceller er også afhængige af Copv’ er. Men luften inde i disse tanke bruges som brændstof til motorerne inde i disse biler.

med Roadster har Musk en anden ide: han vil bruge dem som thrustere, hvor de blæser luft ud af bagenden eller forsiden af bilen for at hjælpe med at drive og stoppe køretøjet. Det kan potentielt blæse siderne ud for at hjælpe med at dreje ved høje hastigheder eller i stramme hjørner. Kommercielle biler har aldrig brugt Copv ‘ er på denne måde før, og ideen rejser mange spørgsmål om sikkerhed og effektivitet.

for en accelererer Tesla Roadster allerede og bremser utroligt hurtigt, og den nye Roadster er angiveligt en af de hurtigste biler i verden med en 0-60 tid på 1, 9 sekunder. Det er så hurtigt, at der er kraftig debat om, hvorvidt moderne dæk nogensinde kan gå hurtigere. Så Copv ‘ erne bliver nødt til at sprænge en masse kold luft i superhøje hastigheder for at skubbe endnu hurtigere accelerations-eller decelerationstider. Det vil kræve en masse strøm og nogle ret store tanke for at have nogen form for mærkbar effekt mod nogle reelle grænser for Fysik. Og hvis det virkelig er målet at påvirke hastigheden, ville disse thrustere være ekstremt høje, tilbøjelige til ekstreme temperaturændringer og muligvis sætte andre biler på vejen i fare. “Er det en mulighed? Ja, ” fortæller Sam Abuelsamid, en seniorforskningsanalytiker hos Navigant, et rådgivende firma for bilindustrien, The Verge. “Er det en klog mulighed? Absolut ikke. Det er det mest latterlige, jeg nogensinde har hørt om.”

mange bilproducenter har dog set på måder at bruge trykluft til at drive køretøjer. For eksempel, i 2013, franske bilproducenter Peugeot og Citro Kurstn annoncerede planer om at bygge et hybridkøretøj, der brugte trykluft som energikilde, selvom udviklingen er sat på vent. Disse designs fungerer typisk ved at frigive luft fra en container på en kontrolleret måde for at drive en Motors turbiner eller stempler. Trykluft biler er hyldet som miljøvenlige, da de ikke brænder brændstof. Men ulempen er, at de ikke er super effektive.

for en tager komprimering af luft meget energi. Musk hævder, at luften vil blive genopfyldt i Copv ‘ erne ved hjælp af en elektrisk pumpe, som ville trække fra Teslas strømforsyning. Men eksperter hævder, at kunne betydeligt dræne batterispændingen er nødvendig for at køre bilen. “Det ville helt sikkert spise væk på den energi, der er lagret i batteriet,” fortæller Dave Sullivan, en leder og produktanalytiker hos AutoPacific, et bilkonsulentfirma, The Verge. “Områdeberegningen eller testcyklussen for rækkevidden af et elektrisk køretøj tager ikke højde for denne ide.”

selvfølgelig afhænger det hele af, hvor effektiv Musk ønsker, at Copv ‘ erne skal være. Koldgaspropeller har en relativt lav specifik impuls, hvilket betyder, at de har brug for meget mere brændstof — eller luft, i dette tilfælde — for at få en anstændig mængde tryk. Dette gør dem gode til satellitter i rummet, som ikke kræver en hel masse tryk for at manøvrere i et vakuum. Men på vejen, med luftmodstand og dækfriktion, er kold gas ikke så kraftig. Så Tesla Copv ‘ erne skal være store og omfangsrige for at opbevare nok luft, der er nødvendig for at have nogen form for større effekt. “Det ser ud til at have en thruster, der vil have en meningsfuld mængde energi, det vil tage en temmelig anstændig mængde størrelse og kapacitet i tanken for at være af nogen reel ydelsesfordel,” siger Abuelsamid. (Musk sagde, at Copv ‘ erne ville tage en god del af bilen og gøre firesædet til en to-personers.)

virksomheden kunne potentielt fylde Copv ‘ erne til et højere pres for at spare plads, men tankene skulle være meget stærkere og tungere for at blive betragtet som sikre for passagererne. Jo mere pres du vil have i en kommerciel bil, jo mere robuste skal dine tanke være. De Copv ‘ er, som Musk ønsker at bruge, er opgraderede, der er certificeret til Falcon 9-raketterne, der vil bære besætninger til Den Internationale Rumstation. “Dette er langt den mest avancerede trykbeholder, der er udviklet af menneskeheden,” sagde han på en pressekonference inden en rumseks-lancering i Maj. “Det er nødder.”

stadig bringer ideen mange sikkerhedsspørgsmål i tankerne. Selvom det er afgørende for rumflyvning, har disse Copv ‘ er også været en kilde til angst for rumfart. I September 2016 forårsagede en COPV en Falcon 9 raket til at eksplodere på en Florida launchpad, mens køretøjet blev brændt til en test. Spaceks hævdede, at friktion mellem drivmidlerne i motortanken og COPV var skylden. Det superkolde flydende ilt, som Spaceks bruger til sin Falcon 9, reagerede dårligt med kulfiberen, der blev viklet rundt om COPV.

Spaceks har opgraderet sine Copv ‘ er betydeligt siden da, og eventuelle flasker, der sættes i en Tesla, vil ikke være omgivet af kryogen ilt. Stadig, når luft frigives hurtigt fra en flaske med højt tryk, oplever den ekstreme temperaturændringer. Jo hurtigere luften frigives, jo koldere bliver COPV. Så hvis Tesla vil blæse ned disse flasker hurtigt, kunne de nemt nå super frigid temperaturer, hvilket ville gøre Copv ‘ erne skøre og mindre strukturelt stabile. Tesla kunne bekæmpe dette ved at blæse flaskerne langsomt ned, men så vil thrusterne ikke have så stor indflydelse på bilen.

og afhængigt af hvor hurtigt luften sprænger, kan thrusterne udgøre risici for andre biler på vejen. Hvis Copv ‘ erne vil have nogen betydelig kraft på Tesla, vil de også have en betydelig kraft på bilerne omkring Tesla. Koldgaspropeller kan komme til en bestemt impuls på cirka 70 sekunder. Det betyder, at gassen, der forlader COPV, kunne nå lidt mere end 1.500 miles i timen. Så luften har potentialet til at sende hurtigt bevægende affald på en nærliggende bil eller endda skubbe på omgivende køretøjer.

men selvom Tesla finder ud af løsninger for alle disse ting, er der støj at overveje. Frigivelse af masser af meget komprimeret luft er højt. Der er regler på plads om mængden af pass-by støj en bil kan have, og det er tvivlsomt, at thruster-udstyret Tesla vil opfylde dem. “Bensinbiler kan ikke lave for meget støj,” siger Sullivan. “Jeg kan kun forestille mig, at dette ville være ekstremt højt og ikke være gade lovligt.”Musk sagde, at bilen ikke anbefales til bymiljøer.

så det er muligt at tilføje Copv ‘ er til en Tesla, selvom de sandsynligvis ikke vil blive tilladt på større veje i betragtning af risikoen. Alligevel er det en hel masse komplicerede maskiner at få en allerede meget hurtig bil til at gå lidt hurtigere.