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1.2秒破百算不算地表最強?揭開特斯拉火箭推進器的秘密

近日,特斯拉Roadster的最新消息浮出水面,壹張性能參數圖引起了網絡熱議,high點也很簡單粗暴,就是這個百公裏加速成績1.2秒,0-400米加速6.5秒的驚人數據讓人渾身起雞皮疙瘩。不僅如此,最高續航1300公裏,最高時速可達430公裏每小時。綜上所述,剎那間,我有自己在看宇宙飛船的參數表的錯覺。不僅如此,通過選裝SpaceX低溫氣體助推器,這臺車制動距離可以做到14米,這實在是太誇張了。今天我們就來看看這個地表最強的“宇宙飛船”是如何做到這樣的成績的?

這張圖其實中間部分是標準的量產數據,而最後壹列是選裝了空氣推進器的配置,憑借SpaceX的推進器,新款Roadster毫無疑問能拿到全球加速最快量產車的頭銜。即使沒有這個變態的升級包,1.9?秒的加速成績也能讓它躋身世界最快跑車的行列。歐洲巨頭們折騰了壹百年的加速性能,被特斯拉在幾年內徹底碾壓,而且提升的還不止壹點點——Roadster?的這個記錄,幾乎將目前量產最強性能車的成績提升了壹倍。有壹個算壹個,量產車中決無對手。

#SpaceX低溫氣體助推器有多強?

憑借SpaceX的“火箭”推進器,新款特斯拉Roadster便擁有了可以百公裏加速1.1?秒的恐怖加速能力。馬斯克曾發文表示,SpaceX推進器開啟的時候,能讓?Roadster?保持懸浮狀態。

如果妳熟悉改裝就會知道,馬力無限大並不是提升加速成績的唯壹因素。壹切還得看輪胎的抓地力,而SpaceX推進器就解決了這個問題。SpaceX推進器的特斯拉Roadster為什麽能在?1.1?秒完成?0-100公裏每小時的加速?我們從網上找到了壹組公式,或許能說明問題:

60mph=26.8?米/秒,鑒於其?0-60?加速只需?1.9?秒,因此?26.8=a?x(1.9),由此推導出?a=14.1?m/s,換算成?G?值則為?1.44。

知道了加速度?a,我們下壹步要計算出?F。

在這裏,我們要用上另外壹個物理學公式,即?T?=?F?x?r。

其中,T?為輪上扭矩,F?為輪上牽引力,r?為輪胎半徑。

圖:SpaceX推進器的安裝位置

從曝光的原型車圖片來看,Roadster?前輪規格為?265/35?R20,而後輪則是?325/30?R21。

通過計算可得出其輪胎平均直徑為?710?毫米(28?英寸),所以這裏的?r?為?355?毫米。

將數據套入公式,即?10000?N·M=F(0.355),最終得出?F=28170?N。

接下來,我們就能算出車重了,帶入上面所得數據可得?28170?N=m(14.1?m/s),因此?m?車重約為?2000?公斤。

而F=G?x?ISP?x?m。

其中,F?代表火箭推力,G?是重力值,ISP?為比沖,而?m?則是質量流率。

鑒於公式裏有?4?個變量,因此找到其中?3?個就能解開謎題。

但可惜的是,我們只知道重力值(9.81)。

從技術角度來講,ISP?值主要基於設計和燃料。

壹般來說,宇宙飛船的比沖可達?350s(用了化學燃料),而低溫氣體助推器最大則為?70s?左右(氮氣最大為?73s)。

所以,這裏的?ISP?我們暫時用?70s?來代替。

現在,想算出?F?值就差?m?壹個變量了。

SpaceX推進器的推力“F”至少等於車重乘以重力值,即?2000?公斤乘以?9.81?m/s,也就是?20000?N。如果要想算上駕駛員和行李等,推力就得更大壹些。假設為?21000?N,其向上的?G?值為?1.05。

還是之前的公式:26.8=a?x?9.81?x(t)。

這裏的?a?為?1.44?1.05,因此?t(時間)為?1.1?秒。如果推進器超過?25000?N,那麽其加速就能跑進?1?秒之內。

目前剎車最強悍的保時捷911?GT2?RS,60-0mph(約等於100公裏每小時剎停)的剎車距離為?27?米。經過計算,有了火箭反推助力的特斯拉Roadster能在14米內穩穩的停下來。要知道100公裏,1.2秒加速度,就可以是1.2秒減速度,十幾米的剎車距離並不是空話。

最後:

要實現如此強悍的性能,Roadster?的高壓氣罐得存有大量的氣體才可以,這裏還是要用到?F=G?x?ISP?x?m?這個公式,推導出?m?為?30?公斤/秒。也就是說,想用上火箭助推,每秒就要噴出?30?公斤的氣體。顯然,壹罐氣最多也就夠?Roadster?維持壹兩秒時間,畢竟它消耗太大了。

特斯拉Roadster有4座版本和2座版本,兩座版本拆掉了後面兩個座椅,而騰出的空間則留給了高壓氣罐,裏面的氣體壓力高達10000?psi,車輛周圍則設置了10個助推器。這臺車設置了壹塊專用電池來驅動泵,而泵則負責控制高壓氣罐,需要的時候就能通過助推器噴出高壓氣體,助推車輛提速。(上文部分公式計算來自資料和網絡)如果妳是理工科並對此感興趣,可以自己推導壹下。

就從目前的信息來看,這款跑車的起售價為20萬美元(141.384萬元),與壹輛配置中等的保時捷Taycan?Turbo?S大致相當。這臺車有可能會於2021年在其弗裏蒙特工廠生產。目前,該工廠正在生產Model?S和Model?X。

本文來源於汽車之家車家號作者,不代表汽車之家的觀點立場。