Če niste zadnjih nekaj tednov preživeli izolirani v globinah zapuščenega rudnika brez signala, ste zagotovo opazili najnovejši tehnološki spektakel iz tabora znamke Tesla. Nova Tesla Roadster je po zraku izvedla skok, lebdela, se vozila obrnjena na glavo in obljubila pospešek do stotice v komaj 0,81 sekunde. Zveni kot popolna znanstvena fantastika, ki bi jo prej pripisali stripovskemu junaku kot serijskemu vozilu, a kaj o vsem skupaj pravi stroga fizika?
Ko Elon Musk stopi pod žaromete in začne govoriti o letečih vozilih ter hladnih plinskih potisnikih, se avtomobilski svet običajno razcepi na dva pola: na tiste, ki nemudoma odprejo denarnice z vplačili visokih pologov, in na tiste, ki cinično zmajujejo z glavo ob še enem marketinškem cirkusu. Tokrat pa je nekdo vzel v roke belo tablo, flomastre in neizprosne zakone termodinamike. Jason Fenske z izjemno priljubljenega inženirskega kanala Engineering Explained je do potankosti razčlenil celotno predstavo ter preveril, ali je ta tehnološki podvig sploh teoretično mogoč v okviru znanega vesolja. Zaključek je osupljiv: številke zdržijo vodo, toda hudič se kot vselej skriva v drobnem tisku.
Ventilatorji, podtlak in vožnja po stropu
Začnimo z najbolj vpadljivo točko predstavitve – vožnjo z glavo navzdol. Zamisel sicer ni povsem izvirna, saj je podoben trik z izkoriščanjem zračnega podtlaka že uspešno demonstriral britanski McMurtry Spéirling. Da bi Tesla Roadster kljubovala gravitaciji in ostala prilepljena na strop, potrebuje tlačno razliko približno 11,5 kilopaskala (kPa), kar pomeni približno 11,5-odstotni vakuum. Ta učinek zagotavljajo zmogljivi podvozni ventilatorji, ki dobesedno izsesavajo zrak izpod dna vozila, pri čemer tesnjenje omogočajo prilagodljiva aerodinamična krilca ob pragovih.
Pri običajnem atmosferskem tlaku okoli 100 kPa mora biti zračni tlak pod vozilom znižan na približno 88,5 kPa. Fenske ugotavlja, da bi takšen sistem ob popolnem vakuumu teoretično lahko ustvaril neverjetnih 90.000 kilogramov navpičnega potiska k tlom. Za ohranitev avtomobila na stropu pa je zadostoval že skromen delček te zmogljivosti. Fizikalno gledano demonstracija torej ni bila zgolj računalniško ustvarjena iluzija, ampak premišljen inženirski podvig aerodinamičnega podtlaka.
Raketni pogon: Dušik, 690 barov tlaka in sedem sekund lebdenja
Še bolj spektakularna je bila demonstracija kratkega lebdenja in rotacijskega skoka vozila v zraku. Tukaj vstopi v igro tesno sodelovanje s podjetjem SpaceX. Avtomobil v različici z raketnim paketom uporablja dva rezervoarja – enega s prostornino 400 litrov in enega z 200 litri (skupaj torej kar 600 litrov) – v katerih je shranjenih 250 kilogramov stisnjenega dušika pod astronomskim delovnim tlakom skoraj 690 barov (10.000 psi).
Z uporabo raketnih enačb in ob predpostavki masnega pretoka približno 37 kilogramov dušika na sekundo matematika potrdi, da lahko vozilo v zraku nepremično lebdi približno sedem sekund. Ker sta oba demonstracijska manevra trajala po štiri sekunde, so bile zaloge potisnega plina povsem zadostne. Tesla Roadster torej resnično lahko za hip poleti, ne da bi pri tem prekršila Newtonove zakone gibanja.
Pospeški, ki premikajo notranje organe
Področje, kjer se vsakemu pravemu bencinskemu navdušencu dokončno zamegli pogled, pa so brutalni podatki o pospeševanju. Fenske je matematično ocenil različne pogonske konfiguracije pri pospešku od 0 do 96 km/h (0–60 mph):
- Osnovni model (Base Roadster): doseže pospešek z linearnim pospeškom 0,99 g, kar prinaša čas do stotice v približno 2,76 sekunde.
- Model Performance (s sesalnimi ventilatorji): izkorišča ustvarjeni podtlak za drastično povečanje oprijema pnevmatik, kar omogoča pospešek 2,3 g in čas do stotice v komaj 1,2 sekunde.
- Model Thrust (z dušikovimi potisniki): ob pospešku 3,37 g zdrvi do 96 km/h v osupljivih 0,81 sekunde brez odbitka začetnega premika (rollout).
- Model Rocket (vrh ponudbe): z obljubljenim sunkom 5,5 g doseže stotico v nepredstavljive pol sekunde.
