Elon Muskが新しいTesla Roadster

でロケットスラスターを使用する方法は次のとおりです先週、SpaceXとTesla CEOのElon Muskは、TeslaのRoadsterの将来の特殊モデルにロケットスラスターを配置することによって、彼の2つの最大企業の技術を組み合わせる大胆な計画を発表しました。 代わりに、彼らはteslaに加速の余分なブーストを与え、高度に加圧された冷たい空気を排出します。 それは技術的に働くかもしれない動きですが、それはまた、業界の専門家やエンジニアを困惑させます: スラスターは非常に効率的ではなく、おそらく通りの法的ではありません。

具体的には、MuskはspacexのFalcon9ロケットからの重要なハードウェアを組み込むことについて話しています—複合オーバーラップ圧力容器、またはCOPVとし これらのボトルは、炭素繊維で包まれた薄い金属ライナーで作られており、非常に小さなスペースに多くの加圧空気を保管するのに最適な方法です。 彼らはまた、多くのロケットメーカーが彼らのロケットを加圧するのを助けるためにそれらを使用して好きな理由である、かなり軽量です。

Falcon9では、Copvは推進剤タンクの内側に座り、飛行中は加圧された状態を維持します。 ロケットが宇宙に登ると、推進剤はタンクから急速に空になり、タンクがその形状を維持するようにそれらの液体をヘリウムに置き換えるのはCOPVsの これらのボトルの中の圧縮空気は、ロケットを直接推進するために使用されていません。 バスやトラックは圧縮された天然ガスを貯蔵するためにそれらを使用し、水素燃料電池を搭載した車もCopvに依存しています。 しかし、これらのタンク内の空気は、これらの車の中のモーターの燃料として使用されます。

ロードスターでは、ムスクは別のアイデアを持っています:彼は彼らが推進し、車両を停止するのを助けるために、車のバックエンドまたはフロントから空気を吹き出すスラスターとしてそれらを使用したいと考えています。 それは可能性としては側面を、余りに高速でまたは堅いコーナーの回転と助けるために吹くことができる。 商用車はこれまでにこのようにCopvを使用したことがなく、そのアイデアは安全性と効率性について多くの疑問を提起しています。

一つは、テスラロードスターはすでに信じられないほど迅速に加速し、ブレーキ、そして新しいロードスターは、おそらく0-60時間1.9秒で、世界で最速の車の一 それは非常に速いので、現代のタイヤがより速く行くことができるかどうかについて活発な議論があります。 したがって、Copvは、より速い加速または減速時間をプッシュするために、超高速で多くの冷たい空気を吹き飛ばす必要があります。 それは物理学のいくつかの本当の限界に対して識別可能な効果のいずれかの種類を持っているパワーといくつかのかなり大きなタンクの多くを必 そして、本当に速度に影響を与えることが目標であるならば、これらのスラスタは非常に大きく、極端な温度変化を起こしやすく、おそらく他の車を危険にさらすことになるでしょう。 “それはオプションですか? はい、”サムAbuelsamid、Navigant、自動車業界のためのアドバイザリー会社のシニアリサーチアナリストは、危機に瀕しています。 “それは賢明な選択肢ですか? 絶対にない。 それは私が今まで聞いた中で最もばかげたことです。”

どのような平均的なCOPVタンクのように見えます。
画像:NASA

多くの自動車メーカーは、圧縮空気を使用して車両に電力を供給する方法を検討してきました。 例えば、2013年に、フランスの自動車メーカープジョーとシトロエンは、開発が保留されているが、エネルギー源として加圧空気を使用したハイブリッド車を構築する計画を発表しました。 これらの設計は、典型的には、エンジンのタービンまたはピストンを駆動するために制御された方法で容器から空気を放出することによっ 圧縮空気車はガソリンを燃やさないので、環境に優しいと歓迎されています。 しかし、欠点は、彼らが超効率的ではないということです。

一つは、空気を圧縮するには多くのエネルギーを必要とします。 Muskは、Teslaのパワーパックから引き出される電気ポンプを使用してCopvに空気が補充されると主張しています。 しかし、専門家は、それが大幅に車を運転するために必要なバッテリ電圧を消耗する可能性があると主張しています。 自動車コンサルティング会社AutoPacificのマネージャー兼プロダクトアナリスト、Dave Sullivan氏は、”バッテリーに蓄えられたエネルギーを確実に食べるだろう”とThe Vergeに語っている。 “電気自動車の範囲の範囲計算またはテストサイクルは、この考えを考慮に入れていません。”

もちろん、それはすべて、ムスクがCopvをどれだけ効果的に望んでいるかに依存します。 つまり、まともな量の推力を得るためには、より多くの燃料または空気が必要です。 これは、真空中で操縦するために推力の全体の多くを必要としない宇宙の衛星のためにそれらを良いものにします。 しかし、道路上では、空気抵抗とタイヤの摩擦で、冷たいガスはそれほど強力ではありません。 そのため、Tesla Copvは、あらゆる種類の大きな効果をもたらすのに必要な十分な空気を貯蔵するために、大きくてかさばる必要があります。 “それはエネルギーの意味のある量を持っているだろうスラスターを持っているように思える、それは任意の本当の性能の利点であることがタンク内の (ムスクはCOPVsが二人乗りに四人乗りを回し、車のかなりの塊を取るだろうと言いました。)

スペースを節約するためにCopvをより高い圧力に充填する可能性がありますが、乗客にとって安全であると考えるためには、タンクははるかに強く重 あなたが商用車でほしいより多くの圧力、より頑丈なあなたのタンクはある必要があります。 マスクが使用したいCopvは、国際宇宙ステーションに乗組員を運ぶファルコン9ロケットのために認定されたアップグレードされたものです。 「これは人類によって開発された最も先進的な圧力容器です」と彼は5月のSpaceXの打ち上げ前の記者会見で言いました。 “それはナットです。”

スペースXのファルコン9ロケット。
画像:SpaceX

それでも、このアイデアは多くの安全上の問題を念頭に置いています。 宇宙飛行には重要ですが、これらのCopvはSpaceXにとっても不安の原因となっています。 2016年9月、COPVは、テストのために燃料を供給されている間に、フロリダの発射台でファルコン9ロケットが爆発する原因となりました。 SpaceXは、エンジンタンク内の推進剤とCOPVとの間の摩擦が原因であると主張した。 SpaceXがFalcon9に使用する超冷たい液体酸素は、COPVの周りに巻き付けられた炭素繊維とひどく反応しました。

SpaceXはそれ以来Copvを大幅にアップグレードしており、テスラに入れたボトルは極低温酸素に囲まれることはありません。 まだ、空気が非常に加圧されたびんからすぐに解放されるとき、極度な温度変化を経験する。 空気がより速く放出されるほど、COPVはより寒くなります。 テスラはすぐにこれらのボトルを爆破しようとしているのであれば、彼らは簡単にCOPVsが脆く、あまり構造的に安定になるだろう、超極寒の温度に達 テスラは、よりゆっくりとボトルを吹き飛ばすことによってこれに対抗することができますが、その後、スラスターは車に大きな影響を与えません。

そして、空気がどのくらいの速さで爆破されるかによって、スラスターは道路上の他の車に危険をもたらす可能性があります。 CopvがTeslaに大きな力を与える場合、Teslaを取り巻く車にも大きな力があります。 冷たいガスのスラスターは約70秒の比推力に得ることができます。 つまり、COPVから出るガスは時速1,500マイル以上に達する可能性があります。 そのため、空気は近くの車に速く動く破片を送ったり、周囲の車を押したりする可能性があります。

しかし、テスラがこのようなすべての回避策を考え出したとしても、考慮すべきノイズがあります。 非常に圧縮空気の多くを解放することは騒々しいです。 そこに車が持つことができるパスバイノイズの量についての場所での規制があり、それはスラスター装備テスラがそれらを満たすことになります疑 “ガソリン車はあまりにも多くのノイズを作ることはできません、”サリバン氏は述べています。 “私はこれが非常に大声で、通りの法的ではないと想像することができます。”ムスクは車が都市環境のために推奨されていないと言いました。

だから、TeslaにCopvを追加することは可能だが、リスクを考えると主要道路では許可されないだろう。 それでも、すでに非常に速い車を少し速くするためには、複雑な機械がたくさんあります。

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