Iată cum ar putea Elon Musk să folosească propulsoarele de rachete pe noul Tesla Roadster

săptămâna trecută, SpaceX și CEO-ul Tesla, Elon Musk, au anunțat planuri îndrăznețe de a combina tehnologiile celor mai mari două companii ale sale, plasând propulsoarele de rachete pe viitoarele modele specializate ale Tesla Roadster. Propulsoarele nu vor arde de fapt, potrivit lui Musk; în schimb, vor expulza aerul rece puternic presurizat, oferind Tesla un impuls suplimentar în accelerație. Este o mișcare care ar putea funcționa din punct de vedere tehnic, dar îi încurcă și pe experții și inginerii din industrie: propulsoarele nu vor fi foarte eficiente și probabil nu vor fi legale pe stradă.

mai exact, Musk vorbește despre încorporarea unei piese cheie de hardware din racheta Falcon 9 a SpaceX — un rezervor cunoscut sub numele de vas sub presiune compozit sau COPV. Aceste sticle sunt făcute dintr-o căptușeală subțire de metal care este învelită în fibre de carbon și sunt o modalitate excelentă de a stoca mult aer sub presiune într-un spațiu foarte mic. De asemenea, sunt destul de ușoare, motiv pentru care multor producători de rachete le place să le folosească pentru a-și presuriza rachetele.

pe Falcon 9, Copv-urile stau în interiorul rezervoarelor de combustibil și le mențin sub presiune în timpul zborului. Pe măsură ce racheta urcă în spațiu, propulsorii se golesc rapid din rezervoare și este sarcina Copv-urilor să înlocuiască acele lichide cu heliu, astfel încât rezervoarele să își mențină forma. Aerul comprimat din interiorul acestor sticle nu este folosit pentru a propulsa racheta direct. Unele automobile folosesc și Copv-uri: autobuzele și camioanele le folosesc pentru stocarea gazelor naturale comprimate, iar mașinile cu pile de combustie cu hidrogen se bazează, de asemenea, pe Copv-uri. Dar aerul din interiorul acestor rezervoare este folosit ca combustibil pentru motoarele din interiorul acestor mașini.

cu Roadster, Musk are o idee diferită: vrea să le folosească ca propulsoare, unde suflă aer din capătul din spate sau din fața mașinii pentru a ajuta la propulsarea și oprirea vehiculului. Ar putea sufla și părțile laterale pentru a ajuta la întoarcerea la viteze mari sau în colțuri strânse. Mașinile comerciale nu au folosit niciodată Copv-uri în acest fel, iar ideea ridică o mulțime de întrebări cu privire la siguranță și eficiență.

pentru unul, Tesla Roadster accelerează și frânează incredibil de repede, iar noul Roadster este presupus una dintre cele mai rapide mașini din lume, cu un timp de 0-60 de 1,9 secunde. Este atât de rapid încât există o dezbatere viguroasă cu privire la faptul dacă anvelopele moderne pot merge vreodată mai repede. Așadar, Copv – urile ar trebui să sufle mult aer rece la viteze super mari pentru a împinge și mai repede timpii de accelerație sau decelerare. Acest lucru va necesita multă putere și unele tancuri destul de mari pentru a avea orice fel de efect perceptibil împotriva unor limite reale ale fizicii. Și dacă obiectivul ar afecta cu adevărat viteza, aceste propulsoare ar fi extrem de puternice, predispuse la schimbări extreme de temperatură și, eventual, ar pune în pericol alte mașini pe drum. “Este o opțiune? Da”, spune Sam Abuelsamid, analist senior de cercetare la Navigant, o firmă de consultanță pentru industria auto, pentru The Verge. “Este o opțiune înțeleaptă? Categoric nu. E cel mai ridicol lucru de care am auzit.”

mulți producători de mașini au analizat modalitățile de utilizare a aerului comprimat pentru alimentarea vehiculelor. De exemplu, in 2013, producatorii francezi de automobile Peugeot si Citro au anuntat planurile de a construi un vehicul hibrid care sa foloseasca aerul sub presiune ca sursa de energie, desi dezvoltarea a fost suspendata. Aceste modele funcționează de obicei prin eliberarea aerului dintr-un container într-o manieră controlată pentru a conduce turbinele sau pistoanele unui motor. Mașinile cu aer comprimat sunt apreciate ca fiind ecologice, deoarece nu ard benzină. Dar dezavantajul este că nu sunt super eficiente.

pentru unul, comprimarea aerului necesită multă energie. Musk susține că aerul va fi completat în Copv-uri folosind o pompă electrică, care ar trage din pachetul de putere al Tesla. Dar experții susțin că ar putea scurge semnificativ tensiunea bateriei necesară pentru a conduce mașina. “Cu siguranță ar consuma energia stocată în baterie”, spune Dave Sullivan, manager și analist de produse la AutoPacific, o firmă de consultanță auto, pentru The Verge. “Calculul intervalului sau ciclul de testare pentru raza de acțiune a unui vehicul electric nu ține cont de această idee.”

desigur, totul depinde de cât de eficient vrea Musk să fie Copv-urile. Propulsoarele cu gaz rece au un impuls specific relativ scăzut, ceea ce înseamnă că au nevoie de mult mai mult combustibil — sau aer, în acest caz — pentru a obține o cantitate decentă de împingere. Acest lucru le face bune pentru sateliții din spațiu, care nu necesită multă împingere pentru a manevra în vid. Dar pe drum, cu rezistență la aer și frecare a anvelopelor, gazul rece nu este la fel de puternic. Deci, Copv-urile Tesla vor trebui să fie mari și voluminoase pentru a stoca suficient aer necesar pentru a avea orice fel de efect major. “Se pare că avem un propulsor care va avea o cantitate semnificativă de energie, va lua o cantitate destul de decentă de dimensiune și capacitate în rezervor pentru a avea un beneficiu real de performanță”, spune Abuelsamid. (Musk a spus că Copv – urile vor ocupa o bucată bună din mașină, transformând cele patru locuri într-un loc cu două locuri.)

compania ar putea umple Copv-urile la o presiune mai mare pentru a economisi spațiu, dar tancurile ar trebui să fie mult mai puternice și mai grele pentru a fi considerate sigure pentru pasageri. Cu cât doriți mai multă presiune într-o mașină comercială, cu atât tancurile dvs. trebuie să fie mai rezistente. Copv-urile pe care Musk dorește să le folosească sunt cele modernizate certificate pentru rachetele Falcon 9 care vor transporta echipaje la Stația Spațială Internațională. “Acesta este de departe cel mai avansat vas sub presiune dezvoltat de umanitate”, a spus el la o conferință de presă înainte de lansarea SpaceX în mai. “Este o nebunie.”

totuși, ideea aduce multe probleme de siguranță în minte. Deși cruciale pentru zborul spațial, aceste Copv-uri au fost, de asemenea, o sursă de anxietate pentru SpaceX. În septembrie 2016, un COPV a provocat explozia unei rachete Falcon 9 pe o platformă de lansare din Florida în timp ce vehiculul era alimentat pentru un test. SpaceX a susținut că fricțiunea dintre propulsorii din rezervorul motorului și COPV a fost de vină. Oxigenul lichid super rece pe care SpaceX îl folosește pentru Falcon 9 a reacționat prost cu fibra de carbon care a fost înfășurată în jurul COPV.

SpaceX și-a modernizat semnificativ Copv-urile de atunci și orice sticle puse într-o Tesla nu vor fi înconjurate de oxigen criogenic. Totuși, atunci când aerul este eliberat rapid dintr-o sticlă puternic presurizată, acesta se confruntă cu schimbări extreme de temperatură. Cu cât aerul este eliberat mai repede, cu atât COPV va deveni mai rece. Deci, dacă Tesla va arunca rapid în aer aceste sticle, acestea ar putea atinge cu ușurință temperaturi super-frigide, ceea ce ar face Copv-urile fragile și mai puțin stabile din punct de vedere structural. Tesla ar putea combate acest lucru suflând sticlele mai încet, dar atunci propulsoarele nu vor avea un impact atât de mare asupra mașinii.

și în funcție de cât de repede explodează aerul, propulsoarele ar putea prezenta riscuri pentru alte mașini de pe șosea. Dacă Copv-urile vor avea o forță semnificativă asupra Tesla, vor avea și o forță semnificativă asupra mașinilor din jurul Tesla. Propulsoarele cu gaz rece pot ajunge la un impuls specific de aproximativ 70 de secunde. Asta înseamnă că gazul care părăsește COPV ar putea ajunge la puțin mai mult de 1.500 de mile pe oră. Deci, aerul are potențialul de a trimite resturi în mișcare rapidă la o mașină din apropiere sau chiar de a împinge vehiculele din jur.

dar chiar dacă Tesla își dă seama de soluții pentru toate aceste lucruri, există zgomotul de luat în considerare. Eliberarea unei cantități mari de aer comprimat este puternică. Există reglementări în vigoare cu privire la cantitatea de zgomot de trecere pe care o poate avea o mașină și este îndoielnic că Tesla echipată cu propulsor le va îndeplini. “Vehiculele pe benzină nu pot face prea mult zgomot”, spune Sullivan. “Îmi pot imagina doar că acest lucru ar fi extrem de tare și nu ar fi legal pe stradă.”Musk a spus că mașina nu este recomandată pentru mediile urbane.

așadar, adăugarea de Copv-uri la un Tesla este realizabilă, deși probabil că nu vor fi permise pe niciun drum major, având în vedere riscurile. Totuși, este o mulțime de mașini complicate pentru a face o mașină deja foarte rapidă să meargă puțin mai repede.