کمپانی تسلا از یکه‌تازان صنعت خودرو به‌شمار می‌رود که بیش از یک دهه قبل با تولید انبوه خودروهای برقی و پس از آن گسترش سیستم خودران، سعی داشت همواره خود را متمایز از رقبا نشان دهد. بر همین اساس، دو روز قبل، یعنی ۱۵ اکتبر سال جاری میلادی بود که با معرفی محصول کوپه جذاب این کمپانی، برای نخستین‌بار در صنعت خودرو جهان اتفاق نادری افتاد؛ پرواز جدیدترین محصول تسلا در پیش چشمان متعجب خبرنگاران و اصحاب رسانه. این موضوع به‌سرعت به سوژه داغ رسانه‌ها بدل شد. بر همین اساس، در این‌جا تسلا رودستر را به‌لحاظ فنی مورد بررسی قرار می‌دهیم.
نخستین خودرو با قابلیت رانش
از طراحی الهام‌گرفته از هوانوردی و سامانه رانش الکتریکی تا رانشگرهای گازی اسپیس‌ایکس؛ تسلا رودستر جدید با ادعای شتاب‌گیری زیر یک ثانیه و قابلیت پرواز کوتاه، مرزهای مهندسی خودروهای اسپرت را به چالش می‌کشد. کمپانی تسلا در رویدادی در تأسیسات آزمایش موشکی اسپیس‌ایکس در تگزاس، نسل جدید رودستر را به نمایش گذاشت؛ خودرویی که ایلان ماسک، مدیرعامل تسلا، پیش‌تر بارها از قابلیت‌های خارق‌العاده آن سخن گفته بود.
بااین‌حال، آن‌چه این بار توجه رسانه‌ها را به خود جلب کرد، صرفاً شتاب‌گیری یا سرعت نهایی نبود؛ بلکه نمایش خودرویی بود که با کمک سامانه مکش و رانشگرهای گازی توانست از زمین جدا شود، در هوا تغییر وضعیت دهد و دوباره فرود بیاید. بر اساس گزارش‌های منتشرشده از رویداد، تسلا برای رودستر جدید سه پیکربندی Performance، Thrust و Rocket در نظر گرفته است. این خودرو قرار است تلفیقی از عملکرد یک اَبَرخودرو الکتریکی و فناوری‌هایی باشد که پیش‌تر بیشتر در حوزه هوافضا دیده می‌شدند.
البته باید توجه داشت که قابلیت‌های به‌نمایش‌درآمده، به‌ویژه پرواز، هنوز با چالش‌های ایمنی، مهندسی و مقرراتی روبه‌رو هستند و نباید آن‌ها را معادل تأییدیه استفاده عمومی در جاده‌ها دانست. ناگفته نماند این خودرو به‌اصطلاح قابلیت پرواز محدود دارد و این به معنای آن نیست که بتواند ساعت‌های طولانی در آسمان به پرواز درآید.
تلاقی آیرودینامیک و مهندسی هوافضا
در طراحی خارجی رودستر جدید، زبان طراحی خودروهای اسپرت با رویکردی نزدیک به محصولات هوافضا ترکیب شده است. بدنه کم‌ارتفاع، تناسبات کشیده، سقف نسبتاً کوتاه و فرم آیرودینامیک بخش‌های مختلف، نشان می‌دهند که خودرو برای دستیابی به عملکرد بالا در سرعت‌های زیاد طراحی شده است.
فرانتس فون هولزهاوزن، مدیر طراحی تسلا، در جریان رونمایی به تغییر زبان طراحی شرکت اشاره کرد؛ تغییری که از محصولات خانواده مدل S و مدل 3 فراتر می‌رود و تجربه‌های طراحی سایبرتراک و سایبرکب و ربات انسان‌نمای Optimus را نیز در بر می‌گیرد.
در رودستر جدید، سطوح بدنه ظاهری نسبتاً یکپارچه دارند و تلاش شده است اجزای اضافی و خطوط پیچیده غیرضروری به حداقل برسند. این رویکرد علاوه بر ایجاد ظاهری آینده‌نگر، می‌تواند به مدیریت جریان هوا در اطراف بدنه کمک کند. در خودروهای پرفورمنس، کنترل جریان هوا تنها برای کاهش ضریب درگ نیست؛ نیروی رو به پایین، پایداری در سرعت بالا و مدیریت حرارتی نیز اهمیت زیادی دارند.
یکی از بخش‌های مهم طراحی رودستر، قابلیت تغییر وضعیت سامانه‌های آیرودینامیکی و استفاده از تجهیزات مکش در بخش زیرین خودرو است. به گفته مهندسان تسلا، این مجموعه می‌تواند نیرویی ایجاد کند که خودرو را به سطح حرکت نزدیک نگه دارد و در شرایط نمایشی، حتی امکان حرکت وارونه را فراهم کند.
البته هنوز اطلاعات جامع و مستقلی درباره ضریب درگ، سطح مقطع مؤثر آیرودینامیکی، میزان نیروی رو به پایین در سرعت‌های مختلف و وزن نهایی خودرو منتشر نشده است. بنابراین، نمی‌توان تنها بر اساس تصاویر رونمایی، عملکرد آیرودینامیکی آن را به‌طور دقیق با اَبَرخودروهایی مانند بوگاتی یا ریماک مقایسه کرد.
کابین متفاوت با فرمان سیمی
کابین رودستر جدید نیز به اندازه بدنه آن غیرمتعارف است. این خودرو در پیکربندی‌های Performance و Thrust، دو سرنشین را در خود جای می‌دهد؛ اما نسخه Rocket به‌عنوان مدلی تک‌سرنشین معرفی شده است.
یکی از ویژگی‌های مهم کابین، استفاده از سامانه فرمان با کنترل الکترونیکی یا Steer-by-Wire است. در چنین ساختاری، انتقال فرمان راننده به چرخ‌ها، به‌جای اتکای کامل به اتصال مکانیکی متعارف، از طریق حسگرها، واحدهای کنترلی و عملگرهای الکترونیکی انجام می‌شود. این معماری می‌تواند انعطاف بیشتری در طراحی کابین و تنظیم پاسخ فرمان فراهم کند؛ بااین‌حال، عملکرد ایمن آن به افزونگی سامانه‌ها، مدیریت خطاهای الکترونیکی و راهبردهای پشتیبان وابسته است.
رودستر از یک فرمان یوغ‌مانند یا Yoke نیز استفاده می‌کند که ظاهری متفاوت نسبت به فرمان دایره‌ای متعارف دارد. چنین طرحی می‌تواند میدان دید راننده را در برخی شرایط بهبود دهد، اما ارگونومی آن در مانورهای سریع و چرخش‌های بزرگ فرمان باید در آزمایش‌های عملی ارزیابی شود.
موضوع مهم دیگر، طراحی صندلی‌هاست. در رویداد رونمایی اعلام شد که صندلی‌ها به‌صورت یکپارچه با ساختار شاسی شکل گرفته‌اند. این رویکرد می‌تواند در کاهش قطعات و ایجاد موقعیت نشستن خاص مؤثر باشد، اما درباره قابلیت تنظیم صندلی، فضای پا، راحتی سفرهای طولانی و امکانات رفاهی هنوز اطلاعات کاملی در دسترس نیست.
در حال حاضر، جزئیات نهایی نمایشگرها، سامانه صوتی، رابط کاربری، تجهیزات ایمنی کابین و فضای بار نیز به‌صورت جامع اعلام نشده‌اند. ازاین‌رو، ارزیابی نهایی کیفیت و کاربردپذیری فضای داخلی باید به انتشار مشخصات تولیدی موکول شود.
همکاری تسلا و اسپیس‌ایکس
مهم‌ترین تفاوت رودستر جدید با دیگر خودروهای الکتریکی، سامانه رانش کمکی آن است. برای درک این فناوری، باید میان سه مفهوم تفاوت قائل شد: رانش الکتریکی چرخ‌ها، نیروی آیرودینامیکی و رانش تولیدشده توسط گاز فشرده.
۱. رانش الکتریکی چرخ‌ها
مانند سایر خودروهای الکتریکی، حرکت متعارف رودستر به نیروی محرکه الکتریکی وابسته است. در چنین سامانه‌ای، باتری انرژی الکتریکی را تأمین می‌کند و اینورتر با کنترل جریان و فرکانس، عملکرد موتورهای الکتریکی را تنظیم می‌کند. گشتاور موتور از طریق مجموعه انتقال قدرت به چرخ‌ها می‌رسد.
یکی از مزیت‌های موتور الکتریکی، دسترسی سریع به گشتاور است؛ ویژگی‌ای که برای شتاب‌گیری اولیه اهمیت دارد. بااین‌حال، دستیابی به شتاب بسیار زیاد فقط به توان موتور وابسته نیست. ظرفیت باتری، توان لحظه‌ای اینورتر، چسبندگی تایرها، توزیع وزن، مقاومت سازه‌ای و کنترل هرزگردی نیز در نتیجه نهایی نقش دارند.
تسلا برای رودستر جدید شتاب صفر تا ۹۶ کیلومتر بر ساعت را کمتر از یک ثانیه اعلام کرده است. این ادعا بسیار جاه‌طلبانه است و باید مشخص شود که اندازه‌گیری آن در چه شرایطی، با چه سطحی از شارژ باتری و با استفاده از کدام تجهیزات انجام شده است.
۲. سامانه مکش و نیروی رو به پایین
یکی از بخش‌های نمایشی رودستر، سامانه مکش نصب‌شده در قسمت زیرین خودرو است. بر اساس توضیحات ارائه‌شده در مراسم، این مجموعه می‌تواند نیرویی معادل حدود دو برابر شتاب گرانشی زمین ایجاد کند.
در خودروهای متعارف، باله‌ها، دیفیوزر و شکل کف بدنه با مدیریت جریان هوا به تولید نیروی رو به پایین کمک می‌کنند. این نیرو تایرها را به سطح جاده نزدیک‌تر نگه می‌دارد و در شرایط مناسب، امکان عبور سریع‌تر از پیچ‌ها را فراهم می‌کند. اما سامانه مکش فعال، از نظر اصول عملکرد با آیرودینامیک غیرفعال تفاوت دارد. در این‌جا، جریان هوا به کمک تجهیزات فعال کنترل می‌شود تا فشار زیر خودرو کاهش یابد و نیروی عمودی بیشتری ایجاد شود.
این فناوری از نظر مفهومی به سامانه‌های مکش زمین‌چسب در برخی طرح‌های مسابقه‌ای شباهت دارد. البته مقدار واقعی نیروی تولیدی به توان مصرفی فن‌ها، آب‌بندی بخش زیرین، سرعت خودرو و وضعیت سطح جاده وابسته است.
۳. رانشگرهای گازی؛ فناوری الهام‌گرفته از موشک
بخش هیجان‌انگیز پروژه، رانشگرهای گازی توسعه‌یافته با همکاری اسپیس‌ایکس است. مطابق توضیحات مهندسان تسلا در مراسم، مجموعه رانش شامل ۱۰ نازل و دو مخزن تحت فشار با ظرفیت مجموع ۶۰۰ لیتر است. در رویداد همچنین به استفاده از مخازن تحت فشار با ساختار تقویت‌شده کامپوزیتی اشاره شد.
اصل عملکرد رانشگر نسبتاً ساده است: گاز ذخیره‌شده در فشار بالا از نازل خارج می‌شود و به‌دلیل تغییر تکانه جریان خروجی، نیرویی در جهت مخالف ایجاد می‌کند. این همان اصل بنیادی رانش است که در شکل‌های مختلف در سامانه‌های پیشرانش هوافضایی نیز به‌کار می‌رود.
برخلاف موتور جت یا موشک شیمیایی متعارف، سامانه توصیف‌شده برای رودستر بر خروج گاز فشرده متکی است؛ بنابراین، نباید آن را بدون اطلاعات فنی بیشتر با یک موتور موشکی شیمیایی یکسان دانست.
به گفته مهندسان، رانشگرهای نصب‌شده در بخش عقب و نازل‌های کنترل وضعیت می‌توانند به خودرو برای جهش کوتاه، چرخش در هوا و تغییر جهت کمک کنند. در نمایش رونمایی، رودستر با استفاده از این فناوری از سطح زمین جدا شد و مانورهایی را به نمایش گذاشت.
این سامانه همچنین می‌تواند در تئوری، نیروی کمکی لحظه‌ای برای شتاب‌گیری ایجاد کند؛ اما میزان تأثیر آن به نیروی رانش، مدت عملکرد، جرم خودرو و محدودیت‌های حرارتی و سازه‌ای وابسته است.
تسلا در مراسم به نیروی رانش بیش از ۸۰ کیلونیوتون برای مجموعه مشخصی از نازل‌ها اشاره کرد؛ بااین‌حال، برای ارزیابی دقیق این عدد باید پیکربندی فعال، مدت تولید نیرو و شرایط اندازه‌گیری مشخص باشند.
محدودیت‌های فنی و ایمنی
وجود رانشگر به‌تنهایی برای تبدیل یک خودرو به وسیله پرنده‌ای کاربردی کافی نیست. کنترل پایدار وضعیت در هوا، مدیریت مرکز جرم، هدایت مسیر، تحمل بارهای لحظه‌ای و فرود ایمن، همگی به سامانه‌های کنترلی و سازه‌ای پیچیده نیاز دارند.
همچنین، ذخیره گاز تحت فشار بالا، تجهیزات تخلیه، نازل‌ها و سامانه‌های کنترل باید در برابر ضربه، گرما، لرزش و خرابی احتمالی محافظت شوند. اگر خودرو در محیط عمومی حرکت کند، خطر برخورد با افراد، وسایل نقلیه دیگر و زیرساخت‌ها نیز مطرح می‌شود.
در نتیجه، نمایش موفق یک مانور در محیط کنترل‌شده به معنای اثبات ایمنی عملکرد مشابه در جاده‌های عمومی نیست. خود ایلان ماسک نیز در جریان رونمایی تأکید کرد که این خودرو لزوماً برای بیشینه‌سازی ایمنی طراحی نشده است.
مشخصات فنی تسلا رودستر جدید
بر اساس اطلاعات در دسترس، بخش فنی تسلا رودستر کماکان به موتورهای الکتریکی با سامانه رانش کمکی گازی مجهز است. شتاب اولیه صفر تا ۹۶ کیلومتر بر ساعت در کمتر از یک ثانیه و سرعت نهایی این کوپه به ۳۷۰ کیلومتر بر ساعت می‌رسد. همچنین، این خودرو بیش از ۴۸۰ کیلومتر را با یک بار شارژ می‌پیماید.
باید تأکید کرد که این ارقام، اطلاعات اعلام‌شده در جریان رونمایی هستند و هنوز تمام آن‌ها با آزمایش‌های مستقل و مشخصات نهایی خودروی تولیدی تأیید نشده‌اند.
زمان عرضه و قیمت
تسلا اعلام کرده است که تولید رودستر جدید در سال ۲۰۲۸ آغاز خواهد شد. این تاریخ هنوز یک هدف اعلام‌شده برای تولید است و با تحویل قطعی خودرو به مشتریان تفاوت دارد. ازاین‌رو، اعلام سال ۲۰۲۸ را باید یک برنامه زمانی تازه دانست که تحقق آن به آماده‌سازی خط تولید، تکمیل آزمون‌های مهندسی و دریافت مجوزهای لازم بستگی دارد.
شنیده‌ها حاکی از آن است که این مدل احتمالاً حداکثر ۲۵۰ هزار دلار قیمت خواهد داشت.
