بررسی فنی تسلا رودستر پرنده ؛ شاهکار جدید ایلان ماسک چگونه کار می کند؟
بررسی فنی تسلا رودستر پرنده و فناوری های پیشرفته ای که امکان پرواز و مانورهای هوایی را برای این خودرو فراهم می کنند، در ادامه آمده است. با سازوکار پیشران‌های گاز سرد، سیستم مکش و قابلیت های عملکردی این شاهکار جدید ایلان ماسک بیشتر آشنا شوید.
بررسی فنی تسلا رودستر پرنده
ایلان ماسک و تسلا با نسل جدید Roadster مفهومی بسیار متفاوت از یک خودروی اسپرت معمولی را دنبال می‌کنند؛ خودرویی که در نسخه‌های مجهز به سامانه‌های پیشرفته، از پیشران‌های گاز سرد و سیستم مکش چندحالته برای ایجاد نیروی رو به پایین و حتی حرکت در هوا استفاده می‌کند.
آنچه این پروژه را جذاب می‌کند، ترکیب هم‌زمان قوای محرکه الکتریکی، آیرودینامیک فعال، کنترل الکترونیکی و فناوری‌های الهام‌گرفته از سامانه‌های فضایی است. تسلا در صفحه رسمی رودستر نیز نسخه Rocket را خودرویی «آماده پرواز» معرفی کرده است.
تسلا رودستر جدید چیست؟
Roadster نسل جدید در اصل یک سوپراسپرت تمام‌الکتریکی است که تسلا از ابتدا آن را با تمرکز بر عملکرد بسیار بالا طراحی کرده است. در مشخصات رسمی فعلی، نسخه استاندارد رودستر شتاب صفر تا ۶۰ مایل بر ساعت را ۱.۹ ثانیه، حداکثر سرعت را بیش از ۲۵۰ مایل بر ساعت و برد اعلامی را ۶۲۰ مایل عنوان می‌کند. اما ویژگی مهم‌تر در پروژه جدید، امکان افزودن مجموعه‌ای از فناوری‌های موسوم به Thrust است.
تسلا در وب سایت رسمی خود سه سطح متفاوت را توضیح داده است: نسخه Road که برای استفاده جاده‌ای طراحی شده، نسخه Thrust برای عملکرد مسابقه‌ای و نسخه Rocket که برای قابلیت پرواز در نظر گرفته شده است. نسخه Rocket یک صندلی دارد و برای استفاده در جاده‌های عمومی تأیید نشده است.
چگونگی پرواز رودستر؛ پیشران های گاز سرد
مهم‌ترین فناوری که رودستر را از یک خودروی معمولی جدا می‌کند، پیشران‌های گاز سرد یا Cold-Gas Thrusters هستند. برخلاف موتورهای موشکی متعارف که با احتراق سوخت و تولید گاز داغ نیروی رانش ایجاد می‌کنند، در این سیستم از گاز فشرده برای تولید نیروی پیشران استفاده می‌شود.
تسلا اعلام کرده است که پیشران‌های گاز سرد به عملگرهای کاملاً الکتریکی مجهز هستند و می‌توانند در کسری از ثانیه تنظیمات بسیار کوچک و دقیق ایجاد کنند. چنین قابلیتی برای کنترل وضعیت خودرو هنگام حرکت در هوا اهمیت زیادی دارد؛ زیرا وسیله‌ای که از سطح زمین جدا می‌شود، دیگر نمی‌تواند تنها به فرمان، لاستیک و سیستم تعلیق متکی باشد.
در نسخه Rocket، این پیشران‌ها در اطراف خودرو قرار می‌گیرند تا علاوه بر شتاب رو به جلو و بالا، امکان ایجاد حرکت‌های جانبی و چرخشی را نیز فراهم کنند. به همین دلیل تسلا صراحتاً در صفحه رسمی خود نوشته است که این نسخه می‌تواند پرواز کند.
سیستم مکش چندحالته چه نقشی دارد؟
یکی دیگر از بخش‌های بسیار جالب رودستر، Multi-Mode Suction System است. این سامانه با ایجاد نیروی مکش، خودرو را به سطح مسیر نزدیک‌تر می‌کند و در نتیجه Downforce بیشتری در اختیار آن قرار می دهد.
از نظر مهندسی، افزایش نیروی رو به پایین می‌تواند در هنگام شتاب‌گیری، ترمزگیری و عبور از پیچ‌ها باعث افزایش چسبندگی خودرو شود. نکته مهم این است که چنین سیستمی با یک بال ثابت تفاوت دارد؛ زیرا تسلا از یک سامانه چندحالته صحبت می‌کند که برای شرایط مختلف عملکردی قابل تنظیم است. در صفحه رسمی رودستر، این فناوری به‌عنوان یکی از عناصر اصلی افزایش عملکرد خودرو معرفی شده است.
این موضوع همچنین توضیح می‌دهد که چرا رودستر برای اجرای حرکات نمایشی روی رمپ می‌تواند از ترکیب آیرودینامیک و پیشران‌های گاز سرد استفاده کند. سیستم مکش وظیفه ایجاد نیروی رو به پایین را بر عهده دارد، در حالی که پیشران‌ها می‌توانند وضعیت خودرو را هنگام جدا شدن از سطح کنترل کنند.
آیا رودستر واقعا مانند یک موشک پرواز می کند؟
از نظر فنی، بهتر است میان «پرواز» این خودرو و عملکرد یک هواپیما یا موشک تفاوت قائل شویم. رودستر قرار نیست مانند یک هواگرد معمولی برای پرواز طولانی طراحی شود. هدف فناوری Rocket ایجاد قابلیت بلندشدن، شتاب‌گیری و کنترل حرکت در هوا در بازه‌ای محدود است.
قرار گرفتن پیشران‌ها در اطراف خودرو به مهندسان اجازه می‌دهد نیروی رانش را در جهات مختلف اعمال کنند. این ویژگی می‌تواند برای کنترل چرخش و وضعیت بدنه در هوا بسیار مهم باشد. تسلا نیز در توضیح رسمی خود به امکان شتاب‌گیری رو به بالا، حرکت جانبی و چرخش اشاره کرده است.
بنابراین تعبیر «خودروی پرنده» برای توصیف قابلیت Rocket قابل استفاده است، اما نباید آن را با یک خودروی پرنده شهری یا هواگردی که برای پرواز مستمر طراحی شده، یکی دانست.
شتاب کمتر از یک ثانیه ماشین پرنده تسلا؛ چگونه ممکن است؟
یکی از هیجان‌انگیزترین ادعاهای تسلا مربوط به نسخه Thrust است. این شرکت اعلام کرده که ترکیب سیستم مکش چندحالته و پیشران‌های گاز سرد در عقب خودرو می‌تواند رودستر را از صفر تا ۱۰۰ کیلومتر بر ساعت در کمتر از یک ثانیه برساند.
برای درک اهمیت این عدد باید توجه داشت که شتاب شدید تنها به قدرت موتور الکتریکی وابسته نیست. در چنین شرایطی، چسبندگی لاستیک‌ها، نیروی رو به پایین، وزن خودرو، توزیع جرم و نحوه انتقال نیرو هم اهمیت زیادی دارند.
استفاده از سامانه مکش می‌تواند یکی از راهکارهای کاهش محدودیت چسبندگی باشد؛ زیرا خودرو می‌تواند بدون افزایش محسوس وزن، نیروی رو به پایین بیشتری ایجاد کند. البته دستیابی به چنین شتابی در شرایط واقعی به سطح مسیر، وضعیت لاستیک‌ها، تنظیمات خودرو و شرایط آزمایش وابسته خواهد بود.
طراحی آیرودینامیک و کنترل هوشمند
طراحی رودستر جدید تنها برای زیبایی انجام نشده است. تسلا در صفحه رسمی خودرو از Active Aero و حالت‌های مختلف آیرودینامیکی صحبت می‌کند. در حالت‌های مختلف می‌توان میان نیروی رو به پایین بیشتر و مقاومت هوایی کمتر تعادل ایجاد کرد.
این موضوع اهمیت زیادی دارد؛ زیرا افزایش Downforce معمولاً با افزایش Drag همراه است. خودرویی که در پیست به چسبندگی بیشتر نیاز دارد، به تنظیماتی متفاوت از خودرویی که قصد حرکت با سرعت بالا در خط مستقیم دارد احتیاج خواهد داشت.
ترکیب آیرودینامیک فعال، سیستم مکش و پیشران‌های گاز سرد نشان می‌دهد تسلا در رودستر تنها به دنبال افزایش توان موتور نیست، بلکه قصد دارد کنترل نیروهای واردشده به خودرو را نیز به سطحی کاملاً متفاوت برساند.
مزایای تسلا رودستر جدید
- شتاب فوق‌العاده و عملکرد بسیار بالا
- استفاده از پیشران‌های گاز سرد برای کنترل دقیق خودرو
- سیستم مکش چندحالته برای افزایش نیروی رو به پایین
- آیرودینامیک فعال و قابلیت تنظیم عملکرد خودرو
- امکان ایجاد حرکت‌های عمودی، جانبی و چرخشی در نسخه Rocket
- ترکیب فناوری خودروهای برقی با فناوری‌های الهام‌گرفته از هوافضا
- طراحی متفاوت و بسیار آینده‌نگرانه
معایب و محدودیت‌های تسلا رودستر پرنده
- نسخه Rocket برای استفاده عمومی در جاده‌های شهری تأیید نشده است.
- قابلیت پرواز، کاربرد روزمره خودرو را محدود می‌کند و بیشتر جنبه فناوری و عملکرد نمایشی دارد.
- سامانه‌های پیشران و مکش، پیچیدگی فنی خودرو را افزایش می‌دهند.
- عملکرد هوایی نیازمند کنترل بسیار دقیق و شرایط آزمایشگاهی یا کنترل‌شده است.
- مشخصات نهایی و شرایط عرضه تمام نسخه‌های عملکردی هنوز به اندازه یک خودروی تولید انبوه معمولی قطعی و فراگیر نیست.
جمع بندی
تسلا رودستر جدید را نمی‌توان صرفاً یک خودروی اسپرت سریع دانست. این محصول در بالاترین سطح خود، آزمایشی برای ترکیب فناوری خودروهای الکتریکی، آیرودینامیک فعال، سامانه‌های مکش و پیشران‌های گاز سرد است. تسلا حتی نسخه Rocket را با قابلیت حرکت رو به بالا و پرواز معرفی کرده و تأکید کرده است که این نسخه برای استفاده در جاده‌های عمومی تأیید نشده است.
در واقع، ارزش اصلی رودستر در این پروژه فقط رسیدن به شتابی خیره‌کننده نیست؛ بلکه نشان دادن این موضوع است که یک خودروی الکتریکی تا چه اندازه می‌تواند از محدودیت‌های سنتی خودروهای زمینی فاصله بگیرد. با این حال، باید میان یک فناوری نمایشی و محصولی که برای استفاده روزمره و عمومی مناسب است تفاوت قائل شد.
نسخه‌های آینده رودستر می‌توانند تصویری از مسیر جدیدی در مهندسی خودرو ارائه دهند؛ مسیری که در آن خودرو دیگر فقط روی زمین حرکت نمی‌کند، بلکه برای مدت کوتاه می‌تواند از نیروهای آیرودینامیکی و رانش جهت‌دار برای تغییر وضعیت خود در فضا استفاده کند.
گردآوری: دیجیاتک
