Elektromobiliai jau pripratino mus prie įspūdingų dinaminių savybių ir neįprastų techninių sprendimų. Tačiau „Tesla“ nusprendė žengti gerokai toliau. Naujajame „Roadster“ pritaikyta iš kosmoso pramonės kilusi technologija, leidžianti įveikti vieną pagrindinių tradicinio automobilio apribojimų. Ar panašūs sprendimai turi galimybių paplisti, ar liks tik įdomybe turtingiausiems automobilių entuziastams?

„Tesla“ pranešimo spaudai nuotr.

Naujos kartos „Tesla Roadster“ pristatyme, kuris vyko spalio 15 d. Teksase, gamintojas pademonstravo prototipo, sukurto bendradarbiaujant su „SpaceX“, galimybes. Automobilis ne tik pasiekė deklaruotą įsibėgėjimą nuo 0 iki 60 mylių per valandą greičiau nei per sekundę, bet ir atliko manevrus, kurie iki šiol labiau siejosi su eksperimentinėmis transporto priemonėmis nei su keliams skirtais automobiliais.

Už neįprastas „Roadster“ galimybes atsakingi du sprendimai: suslėgtas dujas naudojančių tūtų sistema ir ventiliatorių sistema, kurianti papildomą aerodinaminę prispaudžiamąją jėgą. Nors abu sprendimai naudoja dujų srautą, jų funkcijos visiškai skirtingos.

Raketinė trauka automobilyje? Kaip veikia „SpaceX“ technologija

Vienas didžiausių automobilio dinamikos apribojimų – padangų sukibimas. Net ir turėdama milžinišką variklių galią transporto priemonė negali įsibėgėti kiek norima greitai. Momentas, kai ratai pradeda prarasti sukibimą, žymi ribą, iki kurios traukos jėgą įmanoma perduoti kelio dangai. „Tesla“ nusprendė šį apribojimą iš dalies apeiti.

Naujajame „Roadster“ panaudotos tūtos, vadinamos cold gas thrusters, t. y. šaltųjų dujų reaktyviniai varikliai. Joms veikti nereikia deginti degalų. Labai aukštu slėgiu sukauptos dujos išleidžiamos per specialiai suformuotas tūtas ir sukuria reaktyvinę jėgą. Šis sprendimas žinomas, be kita ko, iš kosmoso technikos, kur panašios sistemos naudojamos manevrams atlikti ir objektų orientacijai keisti.

„Roadster“ suslėgtos dujos laikomos specialiuose, kompozitinėmis medžiagomis sustiprintuose slėginiuose bakuose. Galinėje automobilio dalyje įrengtos tūtos suteikia papildomą greitėjimo jėgą, nepriklausančią nuo ratų sukibimo. Tai reiškia, kad elektros varikliai ir toliau suka ratus, tačiau trumpą laiką automobilis gali pasinaudoti ir papildoma trauka.

Pristatymo metu „Tesla“ pademonstravo įsibėgėjimą nuo 0 iki 60 mph, t. y. maždaug iki 96,6 km/h, per 0,81 sekundės.

„Tesla“ gali net atsiplėšti nuo žemės

Dar įspūdingesnes galimybes pademonstravo „Rocket“ versija. Šioje konfigūracijoje automobilis naudoja dešimt tūtų, išdėstytų skirtingose kėbulo vietose. Keturios jų sukuria trauką į priekį, kitos leidžia automobiliui pakilti, o likusios padeda valdyti jo orientaciją.

Demonstracijos metu „Roadster“ pakilo virš žemės, pajudėjo ore ir prieš nusileisdamas apsisuko. Gamintojas taip pat parodė šuolį per greta vienas kito pastatytus automobilius. Premjeros metu pateiktais duomenimis, „Rocket“ versijoje įrengti suslėgtų dujų bakai, kurių bendra talpa – apie 600 litrų.

Vis dėlto šio sprendimo nereikėtų painioti su tikru skraidančiu automobiliu. Gebėjimas atlikti trumpą šuolį nereiškia, kad automobilis gali ilgai ir valdomai skristi ar ore įveikti didelius atstumus. Be to, suslėgtose dujose sukaupta energijos atsarga yra ribota. Ją sunaudojus, bakus reikia vėl pripildyti.

Prie asfalto prilimpantis automobilis

Antroji neįprasta naujojo „Roadster“ technologija – aktyvioji sistema, kuri prispaudžiamąją jėgą sukuria ventiliatoriais.

Klasikiniuose sportiniuose automobiliuose aerodinaminė prispaudžiamoji jėga daugiausia susidaro dėl oro srauto aplink kėbulą. Jos dydis didėja didėjant važiavimo greičiui.

„Tesla“ papildomai naudoja ventiliatorius, kurie išsiurbia orą iš po automobilio. Taip susidaro sumažinto slėgio zona, o slėgių skirtumas tarp viršutinės ir apatinės automobilio dalies prispaudžia jį prie kelio dangos. Svarbu tai, kad tokia sistema prispaudžiamąją jėgą gali kurti ir automobiliui stovint vietoje.

Premjeros metu „Roadster“ užvažiavo ant specialiai paruoštos išlenktos rampos ir trumpai važiavo apsivertęs ratais į viršų. Tai buvo įmanoma dėl ventiliatorių kuriamos prispaudžiamosios jėgos.

Pati idėja nėra nauja. Panašūs sprendimai jau buvo naudojami lenktyniniuose automobiliuose, pavyzdžiui, XX a. 8-ojo dešimtmečio „Chaparral 2J“ ir „Brabham BT46B“. „Tesla“ naujovė – šio sprendimo derinys su pažangia elektronika, elektrine pavara ir reaktyvinių tūtų sistema.

Kodėl tokie sprendimai nemontuojami įprastuose automobiliuose?

Techniniu požiūriu papildoma trauka, nepriklausanti nuo ratų sukibimo, gali būti įdomus sprendimas. Tačiau sunku rasti jai praktinį pritaikymą kasdieniame eisme.

Pirmoji problema – konstrukcijos sudėtingumas. Aukšto slėgio bakai, vožtuvai, vamzdynai ir tūtos didina automobilio masę ir reikalauja tinkamos apsaugos. Prie to prisideda sandarumo kontrolės, atsparumo pažeidimams ir techninės priežiūros klausimai.

Kitas apribojimas – suslėgtų dujų atsarga. Skirtingai nei elektros variklis, kuris visą važiavimo laiką gali naudoti akumuliatoriaus energiją, reaktyvinė sistema turi tik ribotą sukauptos darbinės medžiagos kiekį.

Svarbus ir aplinkinių saugumas. Dideliu greičiu iš tūtų besiveržianti dujų srovė gali kelti pavojų šalia automobilio esantiems žmonėms ir daiktams.

Pati ventiliatorių sistema atrodo praktiškesnė, ypač trasos automobiliuose. Ji leidžia gauti papildomą prispaudžiamąją jėgą, nereikalaujant įsibėgėti iki didelio greičio. Tačiau ir čia esama apribojimų, susijusių su energijos sąnaudomis, triukšmu ir sistemos veikimo priklausomybe nuo kelio dangos būklės.

Ar naujoji „Tesla“ galės legaliai važinėti keliais?

Premjeroje pristatytos trys pagrindinės „Roadster“ versijos: „Performance“, „Thrust“ ir „Rocket“.

Bazinėje „Performance“ versijoje naudojama aktyvioji aerodinamika ir ventiliatorių sistema. „Thrust“ papildomai gauna įsibėgėjimui padedančias reaktyvines tūtas, o „Rocket“ turi įrangą, leidžiančią trumpam pakilti virš žemės.

Ekstremaliausia versija skirta specializuotam naudojimui ir nėra leidžiama eksploatuoti viešuosiuose keliuose. Kelių eismui skirtos „Thrust“ versijos prieinamumas taip pat priklausys nuo to, ar ji atitiks techninius ir tipo patvirtinimo (homologacijos) reikalavimus.

Verta prisiminti, kad pristatytas automobilis tebėra prototipas. „Tesla“ skelbia, kad gamyba prasidės 2028 m., tačiau naujojo „Roadster“ pateikimo rinkai grafikas anksčiau jau ne kartą buvo nukeltas.

Pirminė antrosios kartos modelio koncepcija pristatyta 2017 m., o gamybos pradžia tuomet buvo numatyta 2020 m.

Automobilių ateitis ar inžinierių galimybių demonstracija?

Vargu ar galima tikėtis, kad artimiausiais metais reaktyvinės tūtos atsiras masiniuose lengvuosiuose automobiliuose. Jų naudojimas kasdieniame transporte reikštų papildomas išlaidas, konstrukcines komplikacijas ir problemas, kurių tradicinė elektrinė pavara tiesiog nesukelia. Tačiau tai nereiškia, kad „Tesla“ pristatytos technologijos neturi ateities.

Aktyviosios aerodinamikos sistemos, pažangus oro srauto valdymas ar nauji lengvųjų slėginių bakų sprendimai gali būti pritaikyti kitose automobilių pramonės srityse. Ypač įdomiai atrodo ventiliatorių panaudojimas sportinių automobilių sukibimui gerinti.

Reaktyvinių tūtų praktinė nauda gerokai mažiau akivaizdi. Jos leidžia pasiekti įspūdingų rezultatų, tačiau neišsprendžia problemų, su kuriomis susiduria įprastų automobilių naudotojai.

Taigi naujasis „Roadster“ pirmiausia yra šiuolaikinės inžinerijos galimybių demonstracija. Jis parodo, ką galima pasiekti, kai sąnaudų ir praktiškumo apribojimai nustumiami į antrą planą.

Lieka klausimas, ar tokie eksperimentai taps platesnių konstrukcinių pokyčių pradžia, ar automobilių istorijoje jie liks dar vienu žavingo, bet mažai praktiško sprendimo pavyzdžiu.