具體來說,馬斯克正在談論將SpaceX獵鷹9號火箭的關鍵硬件——一種被稱為復合包裹壓力容器(COPV)的坦克——整合到一起。這些瓶子是由包裹在碳纖維里的薄金屬襯墊制成的,它們是在一個很小的空間里儲存大量壓縮空氣的好方法。它們也相當輕,這就是為什么許多火箭制造商喜歡用它們來幫助他們的火箭增壓。
“這是一種選擇嗎?”是的。這是一個明智的選擇嗎?絕對不是?!痹讷C鷹9號上,copv位于推進劑艙內,并在飛行過程中保持壓力。當火箭爬升到太空時,推進劑會迅速從燃料箱中排出,而copv的任務就是用氦氣取代這些液體,這樣燃料箱就能保持它們的形狀。這些瓶子里的壓縮空氣不是用來直接推動火箭的。一些汽車也使用copv:公共汽車和卡車使用它們來儲存壓縮天然氣,氫燃料電池汽車也使用copv。但是這些油箱里的空氣被用作汽車發(fā)動機的燃料。
對于這款跑車,馬斯克有一個不同的想法:他想把它們用作推進器,從汽車的后端或前部吹出空氣,幫助推進和停車。它可能會吹出側面,也有助于在高速或在緊張的角落轉彎。商用車以前從未以這種方式使用過copv,這一想法引發(fā)了許多關于安全性和效率的問題。
首先,特斯拉跑車的加速和剎車速度已經快得令人難以置信,而新款跑車被認為是世界上速度最快的汽車之一,0-60的加速時間為1.9秒。它的速度如此之快,以至于人們激烈地爭論現(xiàn)代輪胎是否能跑得更快。因此,copv需要在超高速下吹出大量冷空氣,以加快加速或減速的速度。這將需要大量的動力和一些相當大的坦克,才能對一些物理極限產生任何可識別的效果。如果目標是真正影響速度,那么這些推進器的聲音將非常大,容易發(fā)生極端的溫度變化,可能會讓路上的其他車輛處于危險之中?!斑@是一種選擇嗎?”是的,”汽車行業(yè)咨詢公司Navigant的高級研究分析師山姆·阿布薩米德(Sam Abuelsamid)告訴the Verge?!斑@是個明智的選擇嗎?”絕對不是。這是我聽過的最荒唐的事?!?/p>
不過,許多汽車制造商都在研究如何使用壓縮空氣為汽車提供動力。例如,2013年,法國汽車制造商標致(Peugeot)和雪鐵龍(Citroen)宣布,計劃生產一種混合動力汽車,使用增壓空氣作為能源,不過這一開發(fā)已被擱置。這些設計通常是通過控制從容器中釋放空氣來驅動發(fā)動機的渦輪或活塞。壓縮空氣汽車被譽為環(huán)保汽車,因為它們不燃燒汽油。但缺點是它們的效率并不高。
首先,壓縮空氣需要很多能量。馬斯克聲稱,空氣將在copv中通過電動泵補充,這將從特斯拉的電池組中提取。但專家認為,這可能會顯著降低駕駛汽車所需的電池電壓。汽車咨詢公司AutoPacific經理兼產品分析師戴夫·沙利文(Dave Sullivan)在接受the Verge采訪時表示:“這肯定會消耗電池中儲存的能量?!薄半妱悠嚨睦锍逃嬎慊驕y試周期沒有考慮到這一想法?!?/p>
這一切都取決于馬斯克希望copv的效率如何,當然,這一切都取決于馬斯克希望copv的效率如何。冷氣體推進器有一個相對較低的比沖,這意味著他們需要更多的燃料——或者空氣,在這種情況下——來獲得足夠的推力。這使得它們適用于太空中的衛(wèi)星,因為在真空中操縱衛(wèi)星不需要很大的推力。但是在路上,由于空氣阻力和輪胎摩擦,冷氣體就沒有那么強大了。所以特斯拉的copv必須又大又笨重,才能儲存足夠的空氣來產生任何主要的效果。阿布薩米德說:“這看起來像是一個推進器,它將有相當大的能量,它將需要相當大的尺寸和油箱的容量,才能產生真正的性能效益?!?馬斯克確實說過,copv將占據汽車的很大一部分,把四個座位變成兩個座位。)
為了節(jié)省空間,該公司可能會給copv增加更多的壓力,但為了確保乘客的安全,這些油箱需要更堅固、更重。你想在商務車里承受的壓力越大,你的油箱就需要越堅固。馬斯克想要使用的copv是經過認證的獵鷹9號火箭的升級版本,獵鷹9號火箭將把宇航員送往國際空間站?!斑@是迄今為止人類開發(fā)的最先進的壓力容器,”他在SpaceX今年5月發(fā)射前的新聞發(fā)布會上說。“這是堅果。”
不過,這個想法確實讓人想到了許多安全問題。盡管這些copv對航天飛行至關重要,但也一直是SpaceX擔憂的一個來源。2016年9月,一架COPV在佛羅里達州的一個發(fā)射臺上引發(fā)獵鷹9號火箭爆炸,當時該火箭正在為測試加油。SpaceX聲稱,發(fā)動機油箱中的推進劑與COPV之間的摩擦是罪魁禍首。SpaceX公司在獵鷹9號上使用的超冷液氧與包裹在COPV上的碳纖維發(fā)生了嚴重反應。
從那以后,SpaceX對其copv進行了大幅升級,任何放入特斯拉的瓶子都不會被低溫氧氣包圍。盡管如此,當空氣從高壓瓶中快速釋放出來時,它確實會經歷極端的溫度變化??諝忉尫诺迷娇欤珻OPV就會變得越冷。因此,如果特斯拉想要迅速將這些瓶子吹掉,它們很容易就會達到超低溫,這將使copv變得脆弱,結構也不那么穩(wěn)定。特斯拉可以用更慢的速度來解決這個問題,但這樣推進器對汽車的影響就不會那么大了。
“我只能想象這聲音會非常大,而且不符合街頭法規(guī)?!倍?,根據空氣爆炸的速度,推進器可能會對道路上的其他車輛構成威脅。如果copv要對特斯拉施加任何重要的力,他們也會對特斯拉周圍的汽車施加重要的力。冷氣體推進器可以達到70秒左右的特定脈沖。這意味著離開COPV的氣體可能達到每小時1500多英里。因此,空氣有可能將快速移動的碎片拋向附近的汽車,甚至推動周圍的車輛。
但即使特斯拉找到了解決所有這些問題的辦法,也有一些噪音需要考慮。釋放大量高壓縮空氣的聲音很大。對于汽車所能產生的過路噪音有相關規(guī)定,配備了推進器的特斯拉(Tesla)能否滿足這些要求是值得懷疑的。沙利文說:“汽油車不能發(fā)出太大的噪音。“我只能想象這將是非常大聲,不符合街道法律。馬斯克表示,這款車不適合城市環(huán)境。
因此,在特斯拉中加入copv是可行的,盡管考慮到風險,它們可能不會被允許在任何主要道路上行駛。盡管如此,要讓一輛已經非??斓能嚺艿蒙晕⒖煲稽c,還是需要很多復雜的機械。
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