Näin Elon Musk saattaa käyttää rakettipotkureita uudessa Tesla Roadsterissa

viime viikolla SpaceX ja Teslan toimitusjohtaja Elon Musk julkistivat rohkeat suunnitelmat yhdistää kahden suurimman yrityksensä teknologiat sijoittamalla Rakettipotkurit Teslan Roadsterin tuleviin erikoismalleihin. Potkurit eivät Muskin mukaan varsinaisesti syty palamaan, vaan ne karkottavat voimakkaasti paineistetun kylmän ilman, mikä antaa Teslalle lisäpotkua kiihdytyksessä. Se on siirto, joka saattaa teknisesti toimia, mutta se myös hämmentää alan asiantuntijoita ja insinöörejä.: työntömoottorit eivät ole kovin tehokkaita eivätkä luultavasti laillisia.

erityisesti Musk puhuu SpaceX: n Falcon 9 — raketin keskeisen laitteiston ottamisesta mukaan-panssarivaunun, joka tunnetaan komposiittipäällysteisenä paineastiana eli COPV: nä. Nämä pullot on valmistettu ohuesta metallivuorauksesta, joka on kääritty hiilikuituihin, ja ne ovat hyvä tapa säilyttää paljon paineistettua ilmaa hyvin pienessä tilassa. Ne ovat myös melko kevyitä, minkä vuoksi monet rakettivalmistajat käyttävät niitä mielellään paineistaakseen rakettejaan.

Falcon 9: ssä Kopv: t istuvat ponnekaasusäiliöiden sisällä ja pitävät niitä paineistettuina lennon aikana. Raketin noustessa avaruuteen ponnekaasut tyhjenevät nopeasti säiliöistä, ja Kopvien tehtävänä on korvata nuo nesteet heliumilla, jotta säiliöt säilyttävät muotonsa. Pullojen sisällä olevaa paineilmaa ei käytetä suoraan raketin kuljettamiseen. Myös jotkin autot käyttävät COPV: tä: linja-autot ja kuorma-autot käyttävät niitä paineistetun maakaasun varastoimiseen, ja myös vetypolttokennoilla varustetut autot turvautuvat COPV: hen. Mutta näiden tankkien sisällä olevaa ilmaa käytetään polttoaineena näiden autojen moottoreissa.

Roadsterin kanssa Muskilla on toisenlainen ajatus: hän haluaa käyttää niitä työntövoimina, joissa ne puhaltavat ilmaa ulos auton takapäästä tai etuosasta auttaakseen ajoneuvon työntämisessä ja pysäyttämisessä. Se voisi mahdollisesti puhaltaa sivut, myös auttaa kääntymistä suurilla nopeuksilla tai tiukoissa mutkissa. Hyötyautot eivät ole koskaan aiemmin käyttäneet COPV: tä näin, ja ajatus herättää paljon kysymyksiä turvallisuudesta ja tehokkuudesta.

esimerkiksi Tesla Roadster kiihtyy ja jarruttaa jo uskomattoman nopeasti, ja uusi Roadster on tiettävästi yksi maailman nopeimmista autoista, jonka 0-60-aika on 1,9 sekuntia. Se on niin nopea, että käydään kiivasta keskustelua siitä, voiko nykyisillä renkailla koskaan ajaa kovempaa. COPV: n täytyisi siis puhaltaa paljon kylmää ilmaa huippunopeuksilla, jotta kiihdytys-tai hidastusajat olisivat vielä nopeampia. Se vaatii paljon voimaa ja melko suuria säiliöitä, jotta niillä olisi minkäänlaista havaittavaa vaikutusta joitain fysiikan todellisia rajoja vastaan. Ja jos tavoitteena on todella vaikuttaa nopeuteen, nämä työntömoottorit olisivat erittäin äänekkäitä, alttiita äärimmäisille lämpötilan muutoksille ja saattaisivat muut tiellä olevat autot vaaraan. “Onko se vaihtoehto? Kyllä”, autoalaa neuvovan Navigantin vanhempi tutkimusanalyytikko Sam Abuelsamid kertoo The Vergelle. “Onko se viisas vaihtoehto? Ehdottomasti ei. Naurettavinta, mitä olen kuullut.”

monet autonvalmistajat ovat kuitenkin pohtineet tapoja käyttää paineilmaa ajoneuvojen voimanlähteenä. Esimerkiksi ranskalaiset autonvalmistajat Peugeot ja Citroën ilmoittivat vuonna 2013 suunnittelevansa paineistettua ilmaa energianlähteenä käyttävän hybridiauton rakentamista, vaikka kehitystyö on pantu jäihin. Nämä mallit toimivat tyypillisesti vapauttamalla ilmaa kontista hallitusti Moottorin turbiinien tai mäntien ajamiseen. Paineilma-autoja kehutaan ympäristöystävällisiksi, sillä ne eivät polta bensiiniä. Mutta huono puoli on, että ne eivät ole supertehokkaita.

yhdelle ilman puristaminen vie paljon energiaa. Muskin mukaan ilma täydentyy COPV-autoissa sähköpumpulla, joka ammentaisi Teslan tehopaketista. Mutta asiantuntijat väittävät, että voisi merkittävästi tyhjentää akun jännite tarvitaan ajaa autoa. “Se söisi varmasti akkuun varastoitunutta energiaa”, autoalan konsulttiyhtiön Autopacificin johtaja ja tuoteanalyytikko Dave Sullivan kertoo The Vergelle. “Sähköauton toimintasäteen laskemisessa tai testisyklissä tätä ajatusta ei oteta huomioon.”

kaikki riippuu tietysti siitä, kuinka tehokkaita Musk haluaa Copvien olevan. Kylmäkaasupotkureilla on suhteellisen alhainen ominaisimpulssi, mikä tarkoittaa, että ne tarvitsevat paljon enemmän polttoainetta — tai ilmaa, tässä tapauksessa — saadakseen kohtuullisen määrän työntövoimaa. Tämä tekee niistä hyviä satelliitteja avaruudessa, jotka eivät vaadi paljon työntövoimaa liikkuakseen tyhjiössä. Mutta tien päällä ilmanvastuksen ja renkaiden kitkan kanssa kylmä kaasu ei ole yhtä voimakas. Tesla-Kopv: iden on siis oltava suuria ja tilavia, jotta niihin voidaan varastoida riittävästi ilmaa, jotta niillä olisi minkäänlaisia merkittäviä vaikutuksia. “Näyttää siltä, että työntömoottorilla on mielekäs määrä energiaa, se vaatii melko kohtuullisen määrän kokoa ja kapasiteettia säiliössä, jotta siitä olisi todellista suorituskykyä”, sanoo Abuelsamid. (Musk tosin sanoi, että Kopv: t ottaisivat autosta kunnon palan, jolloin nelipaikkainen muuttuisi kaksipaikkaiseksi.)

yhtiö voisi mahdollisesti täyttää Kopv: t suuremmalla paineella säästääkseen tilaa, mutta säiliöiden pitäisi olla paljon vahvempia ja painavampia, jotta niitä voitaisiin pitää turvallisina matkustajille. Mitä enemmän hyötyautossa halutaan painetta, sitä tukevampia tankkien pitää olla. Muskin haluamat COPV: t ovat päivitettyjä Falcon 9-raketteja, jotka kuljettavat miehistöjä Kansainväliselle avaruusasemalle. “Tämä on ylivoimaisesti kehittynein ihmiskunnan kehittämä paineastia”, hän sanoi lehdistötilaisuudessa ennen SpaceX: n laukaisua toukokuussa. “Se on hullua.”

silti ajatus tuo mieleen monia turvallisuuskysymyksiä. Vaikka nämä COPV: t ovat ratkaisevia avaruuslentojen kannalta, ne ovat aiheuttaneet huolta myös SpaceX: lle. Syyskuussa 2016 COPV aiheutti Falcon 9-raketin räjähtämisen Floridalaisella kantoraketilla, kun ajoneuvoa tankattiin testiä varten. SpaceX: n mukaan syynä oli kitka moottoritankin ponneaineiden ja COPV: n välillä. SpaceX: n Falcon 9: ään käyttämä superkylmä Nestehappi reagoi huonosti COPV: n ympärille kiedottuun hiilikuituun.

SpaceX on päivittänyt COPV-autojaan sen jälkeen merkittävästi, eikä Teslaan laitettavia pulloja ympäröi kryogeeninen happi. Mutta kun voimakkaasti paineistetusta pullosta vapautuu nopeasti ilmaa, se kokee äärimmäisiä lämpötilamuutoksia. Mitä nopeammin ilma vapautuu, sitä kylmemmäksi COPV muuttuu. Jos Tesla siis aikoo puhaltaa pullot nopeasti alas, ne voivat nousta helposti superfrigidiin lämpötilaan, jolloin COPV: t olisivat hauraita ja vähemmän rakenteellisesti stabiileja. Tesla voisi torjua tämän puhaltamalla pullot hitaammin alas, mutta silloin työntövoimilla ei olisi yhtä suurta vaikutusta autoon.

ja riippuen siitä, kuinka nopeasti ilma puhaltaa, työntömoottorit voivat aiheuttaa vaaraa muille tiellä liikkuville autoille. Jos COPV: t vaikuttavat merkittävästi Teslaan, ne vaikuttavat merkittävästi myös Teslan ympärillä oleviin autoihin. Kylmäkaasupotkurit voivat saavuttaa noin 70 sekunnin ominaisimpulssin. Se tarkoittaa, että COPV: stä lähtevä kaasu voi nousta hieman yli 1 500 mailin tuntinopeuteen. Ilmassa on siis potentiaalia lähettää nopeasti liikkuvia romuja lähellä olevaan autoon tai jopa työntää ympäröiviin ajoneuvoihin.

mutta vaikka Tesla selvittäisi kaiken tämän, niin kyllä siinä meteliä on mietittävä. Paineilman vapauttaminen on kovaa. On olemassa sääntöjä siitä, kuinka paljon ohiajomelua autolla voi olla, ja on epätodennäköistä, että potkureilla varustettu Tesla täyttää ne. “Bensiiniautot eivät saa pitää liikaa ääntä”, Sullivan sanoo. “Voin vain kuvitella, että tämä olisi erittäin kovaa ja ei ole kadulla laillista. Muskin mukaan autoa ei suositella kaupunkiympäristöihin.

joten COPV: n lisääminen Teslaan on mahdollista, vaikka niitä ei todennäköisesti sallita millään isoilla teillä riskit huomioiden. Silti se on aika monimutkainen koneisto, että jo valmiiksi hyvin nopea auto menee hieman kovempaa.