Autoforum

/

Foto: Tesla

Nejbohatší muž světa je pořád hlavně marketingový mág, vedle kterého by se i Horst Fuchs cítil nesvůj. Při prezentaci nového Roadsteru to potvrdil na 100 procent, jak ale to, co se mělo odehrát před kamerami, obstojí v konfrontaci s realitou striktně technickým pohledem?

Elon Musk a jeho marketingový tým opět dokázali pobláznit svět. Nová generace Tesly Roadster se při svém nedávném odhalení nepředvedla jen jako obyčejný automobil, ale rovnou jako rekvizita ze sci-fi filmu. Jízda po po stropě, výskok s otočkou za letu bez rampy nebo zrychlení z nuly na stovku pod 1 sekundu, nic takového svět ještě neviděl.

Možná jste to vzali jako fakt, možná jste nad tím mávli rukou jako nad souborem laciných grafických triků, technik ale vezme kalkulačku a počítá. Přesně to udělal náš přítel Jason Fenske z Engineering Explained a rozebral fyzikální pozadí toho, co za těmito kousky stojí. A ukazuje se, že Muskův tým tentokrát nenechal nic náhodě a domácí úkoly z aerodynamiky a raketového inženýrství si udělal na jedničku.

Vysavač na kolech a raketa v jednom

Jak přimět auto vážící kolem dvou tun, aby se udrželo na svislé stěně nebo dokonce na stropě? Roadster k tomu využívá princip masivního podtlaku. Čtyři ventilátory o výkonu 20 kW sají vzduch zpod utěsněné aerodynamické „sukně” vozu, čímž vytvářejí zhruba 11,5% vakuum. Výsledkem je umělý přítlak o síle přes 4,7 tuny. To je víc než dost na to, aby auto zůstalo doslova přicucnuté k povrchu v jakémkoli pozici, v jakémkoli úhlu.

Ještě šílenější je předvedený výskok. Ten nespoléhá na žádná kouzla, ale na čistou sílu stlačeného dusíku. Kompozitní nádrže uvnitř vozu pojmou 250 kg plynu pod vysokým tlakem 10 000 psi (skoro 690 barů). Pokud se tento chladný plyn bleskově vypustí skrze deset efektivně rozmístěných trysek z dílny SpaceX, vygeneruje systém tah o síle přes 8 tun.

Matematika potvrzuje, že zásoba dusíku stačí na zhruba 6,7 sekundy nepřetržitého vznášení. Vzhledem k tomu, že předváděný „kickflip” trval jen kolem čtyř sekund, auto má dostatečnou rezervu na to, aby se odlepilo od země a bezpečně dopadlo. Pokud jde o zrychlení, verze s raketovým paketem dokáže při využití 600litrové kapacity dusíku vygenerovat přetížení až 5,5 G, což teoreticky znamená zrychlení z 0 na 100 km/h (přesněji 97 km/h) za neuvěřitelných 0,55 sekundy.

Jak vlastně funguje raketový pohon na studený plyn?

Zní to jako sci-fi, ale technologie tzv. motorů na studený plyn (Cold Gas Thrusters či CGT) je v kosmonautice vlastně běžnou záležitostí. Používá ji například SpaceX u svých raket pro jemné manévrování a stabilizaci na oběžné dráze, to jste se patrně dovtípili i bez této „nápovědy”.

Celý systém v Roadsteru funguje na principu prosté výměny hybnosti a Newtonova třetího zákona akce a reakce:

• Extrémní tlak v lehkém obalu: Dusík je stlačen na zmíněných asi 690 barů. Aby nádrže pod tímto brutálním tlakem nevybuchly a zároveň nevážily tunu, jsou vyrobeny z kompozitu vyztuženého uhlíkovými vlákny (COPV - Composite Overwrapped Pressure Vessel).

• Titanové potrubí a bleskové ventily: Když řidič (anebo spíš palubní počítač) požádá o akci, elektronicky řízené ventily bleskově uvolní plyn skrze titanové potrubí přímo do titanových trysek.

• Nadzvuková rychlost výtoku: Speciálně tvarované titanové trysky fungují jako expanzní komory. Jak plyn prudce expanduje ven, opouští ústí trysky rychlostí překračující rychlost zvuku. Právě tato obrovská rychlost unikajícího plynu generuje masivní zpětný ráz, který auto doslova nakopne opačným směrem.

• Reakční řídicí systém: Aby se auto ve vzduchu nekontrolovatelně nepřetočilo a nezřítilo se na střechu, jsou trysky rozmístěné po celém obvodu vozu. Palubní počítač s elektrickými aktuátory provádí mikro-úpravy tahu mnohokrát za sekundu. Koriguje tak rotaci auta a při dopadu aktivuje trysky směřující dolů, které zafungují jako neviditelný vzduchový polštář, jenž tlumí náraz.

• Nezávislost na trakci: Největší výhoda trysek při zrychlení na zemi spočívá v tom, že zcela obcházejí fyzikální limity přilnavosti pneumatik. Když klasickému autu proklouznou kola, zrychlovat přestane. Raketová tryska se ale opírá o vzduch, takže tlačí auto vpřed bez ohledu na to, zda stojíte na schém asfaltu, ledu, nebo letíte vzduchem.

Teorie cirkusové prezentace vs. krutá realita produkce

Všechna čísla a kejkle v pozadí tedy fyzikálně sedí, auto na prezentaci skutečně lítalo. Ale jedna věc je postavit sofistikovaný bezpilotní prototyp pro ohromení publika a druhá věc je vyrobit z toho funkční produkční auto pro běžné lidi. I kdybychom Roadster brali čistě jako hračku určenou výhradně na uzavřené okruhy, technická realita staví Teslu před obří výzvy.

Představte si systém spodních ventilátorů a těsnících sukní. Tyto komponenty musí být v neustálém, extrémně těsném kontaktu s asfaltem. Při okruhovém nasazení budou trpět enormním opotřebením, nemluvě o tom, že budou neustále nasávat jemný prach, kamínky a úlomky pneumatik. Udržet takový systém stoprocentně těsný a funkční bez toho, aby majitel měnil drahé díly po každých pár kolech, je pro sériové auto téměř nemožné.

Se sotřebovávaným plynem je to také složité. A to raději nemyslíme na legislativu - představa, že vedle vás na křižovatce někdo odpálí nadzvukový proud dusíku o tlaku stovek barů, je pro silniční schválení noční můrou. Není divu, že verze s tryskami má být nakonec jen jednomístný speciál bez homologace pro běžné silnice.

Vznikne z toho vůbec někdy něco?

Zatímco fyzikální základy jsou reálné, historie Tesly nás učí zdravé skepsi. Automobilka má dlouhodobý problém s plněním svých nejdivočejších slibů. Tesla už teď požaduje za rezervaci Roadsteru obrovské zálohy, přičemž reálný začátek výroby se odhaduje nejdříve na rok 2028 a ve hvězdách zůstává i konečná cenovka.

Jako technologická ukázka toho, co všechno lze s neomezeným rozpočtem a inženýry ze SpaceX udělat, jsou tyto raketové kousky naprosto skvělé a sympatické. Dokud ale produkční Roadster s těmito funkcemi skutečně nezaparkuje v garáži prvního reálného zákazníka, je nejlepší brát celý projekt s nadhledem. Vůbec bychom se nedivili, kdyby tyhle „raketové hovadinky” nakonec tichou poštou vyšuměly a Roadster dorazil jako sice pekelně rychlý, ale vlastně docela obyčejný elektrický supersport, který bude na trhu - zas jednou - zajímat málokoho.

Zdroj: Engineering Explained@Youtube

Petr Miler