今日,科幻片里面的东西,特斯拉把它做成了一台真车。






原理:一把风扇,加一套火箭推进器
普通汽车为什么做不到
先想一个问题:普通汽车为什么不能在天花板上开?
因为轮胎能抓住地面,靠的是车的重量把轮胎压在地上,压得越紧,摩擦力越大,车才能往前走、能转弯、能刹住。
车一旦倒过来,重力就不再把车往“地面”上压,而是把它往下拽。没有压力,轮胎就没有抓地力,车直接掉下来。
所以要飞檐走壁,就得解决两件事:
1,不靠重力,也能把车压在任何一个面上:地面、墙面、天花板;
2,离开所有的面之后,还能控制车往哪去、怎么转。
新 Roadster 用两套系统,分别解决了这两件事。
第一套:车底风扇,把车“吸”在墙上
Roadster 车底装了强力风扇,把底盘下面的空气往外抽。车底气压变低,车外的大气压就把整台车按在它贴着的那个面上。
这个力不依赖重力,也不依赖车速,所以车静止时也能用。特斯拉官方说,这套系统的吸力大到车静止时倒挂在天花板上都不会掉下来。原理很简单:只要往上吸的力大于车的重量,车就能贴在头顶。
演示里它能沿着倒 U 形坡道开到头朝下,靠的就是这套风扇。
这个点子其实有前辈。1978 年,F1 的 Brabham 车队造了一台尾部装大风扇的“风扇车”BT46B,第一次出赛就赢了瑞典大奖赛,随后就退出了比赛,之后风扇车被规则封杀。四十多年后,这个“犯规”的点子被放进了一台能买到的车里。
第二套:冷气推进器,火箭上的那一套
离开坡道之后,车就悬在半空中,没有任何东西可以吸,也没有地面可以蹬。这时候能让它翻身、摆正、落稳的,只有推进器。
原理就是牛顿第三定律:往一个方向喷气,车就被推向反方向。这也是火箭的原理。
不过 Roadster 用的不是烧燃料的火箭发动机,而是冷气推进器:把气体压缩到极高压力存起来,需要时从喷口放出去。它不燃烧、不发烫,结构简单,反应很快,很适合做精细的姿态控制。在航天上,它是老技术了,比如 SpaceX 猎鹰 9 号火箭一级在回收途中,就是靠氮气冷气推进器控制翻转和姿态的。
按特斯拉工程副总裁 Lars Moravy 在发布会上的说法:
车身四周一共布置了 10 个喷嘴;
气源是 两只碳纤维缠绕压力容器(COPV),和火箭上装高压气体的是同一类罐子,合计 600 升,装着大约 250 公斤压缩空气;
官方称推进系统产生的力,是轮胎抓地力的 4 到 5 倍。
还有一个容易被忽略的细节:这些压缩空气用完了,不用拉去专门的地方加。 马斯克说,车能自己给气罐补气,“它会自己鼓起来,你想什么时候做这些动作都行”,不需要特殊的推进剂,也不需要人额外操作。至于补一次要多久、满罐能飞几次,特斯拉还没公布。
再加一套:会变形的尾翼
除了风扇和推进器,Roadster 还有主动空气动力学:赛道模式下尾翼会展开变形,官方称它的被动下压力是公路车里最强的,“接近 F1 水平”。驱动尾翼的执行器来自特斯拉的人形机器人 Optimus。
火箭的推进器、机器人的关节、F1 的风扇,被装进了同一台车里。
三个版本,三种“飞”的程度
Performance(公路版)
| 配置 | Performance(公路版) |
|---|---|
| 座位 | 2 座 |
| 0-97 km/h | < 1.6 秒 |
| 核心配置 | 风扇吸附 + 主动空气动力学 |
| 购买方式 | 预订,定金 5 万美元 |
Thrust(赛道版)
| 配置 | Thrust(赛道版) |
|---|---|
| 座位 | 2 座 |
| 0-97 km/h | < 0.9 秒 |
| 核心配置 | 风扇吸附 + 车尾冷气推进器 |
| 购买方式 | 限量,定金 25 万美元 |
Rocket(飞行版)
| 配置 | Rocket(飞行版) |
|---|---|
| 座位 | 1 座 |
| 0-97 km/h | < 0.59 秒 |
| 核心配置 | 环绕车身的冷气推进器,能向上推、空中转向 |
| 购买方式 | 仅限邀请 |
演示里能腾空、翻转的,是装满一圈推进器的 Rocket 版。
0.59 秒从静止到 97 公里/小时,平均下来是 4.6 个 g 的加速度。作为对比,普通轮胎最多也就能提供 1 个 g 左右。多出来的部分,全靠往后喷气。
全系极速超过 370 公里/小时,续航超过 480 公里。外观灵感来自 SR-71 侦察机和 F-35 战斗机,隐藏式大灯、贯穿式尾灯;内饰为了减重,大量用了镁、钛、碳纤维,座椅位置固定,不能调。
特斯拉给它的定位是:“最后一批人类驾驶汽车里最好的那台”。
eVTOL技术确实很有前景,期待早日在我们城市看到商业运营!
安全性是最重要的,希望相关部门能够严格把关适航认证。
作为从业者,我认为基础设施建设是当前最大的挑战,需要政府和企业共同努力。