电脑驱动驾驶员助推器怎么样(加装火箭推进器的特斯拉Roadster，打破地表了极限)

文丨汽车之心（微信ID：Auto-Bit），作者丨叶方，编辑丨王德芙

几天前，一段添加了特效的新款Roadster加速视频在国外的社交网站火了起来。

安装了SpaceX低温气体助推器的特斯拉新超跑，居然将本就相当恐怖的0-60英里/小时（即百公里加速）成绩从1.9秒刷到了极度惊人的1.1秒！

坐在百公里加速1.1秒的车上，你的感受可能是这样的：

凭借SpaceX的推进器，新款Roadster毫无疑问能拿到全球加速最快量产车的头衔。

即使没有这个变态的升级包，1.9秒的加速成绩也能让它跻身世界最快跑车的行列。

好奇的你，可能还想知道：特斯拉是如何实现百公里加速1.1秒的？

图片来源:EngineeringExplained|YouTube

最近，油管博主EngineeringExplained利用牛顿力学的基本原理揭开了这背后的秘密。

事先声明，本文的结论并非臆想，而是基于ElonMusk不时在推特上透露的各种信息综合而来。

1、重量比ModelS还轻？

众所周知，加速与车重、轮胎、动力等息息相关，那我们先来弄清楚新款Roadster到底多重。

需要注意的是，Roadster肯定不会像传统内燃机超跑那样减重到1吨左右，毕竟这款车带着大电池。

要计算出Roadster的车重，我们得依靠已知的几个数据，比如基础版0-60英里/小时1.9秒的加速能力以及10000N·M的轮上扭矩。

在这里，我们要用到一个物理学公式：F=mxa。

其中，F代表力，m代表车重，a代表加速度。

先来算算加速度：

60mph=26.8米/秒，鉴于其0-60加速只需1.9秒，因此26.8=ax（1.9），由此推导出a=14.1m/s2，换算成G值则为1.44。

知道了加速度a，我们下一步要计算出F。

在这里，我们要用上另外一个物理学公式，即T=Fxr。

其中，T为轮上扭矩，F为轮上牵引力，r为轮胎半径。

从曝光的原型车图片来看，Roadster前轮规格为265/35R20，而后轮则是325/30R21。

通过计算可得出其轮胎平均直径为710毫米（28英寸），所以这里的r为355毫米。

将数据套入公式，即10000N·M=F（0.355），最终得出F=28170N。

接下来，我们就能算出车重了，带入上面所得数据可得28170N=m（14.1m/s2），因此m车重约为2000公斤。

不过，想想搭载100kw电池的ModelS，这个车重好像又有点不对。

因为性能版的ModelS续航只有350英里（车重2240公斤），而Roadster官方则宣称有650英里续航。

至于Musk到底用了什么黑科技，可能要等量产上市后的拆解了。

2、SpaceX推进器有多狂？

SpaceX推进器的安装位置

说完了车重，我们开始进入正题，讲讲SpaceX推进器。

作为一台超跑，Roadster自然舍弃了两个后座，而腾出的空间则留给了高压气罐，里面的气体压力高达10000psi，车辆周围则设置了10个助推器。

那么，这套推进器的工作原理是什么呢？

原来，车里设置了一块专用电池来驱动泵，而泵则负责控制高压气罐，需要的时候就能通过助推器喷出高压气体，助推车辆提速。

现在问题来了，选装包的助推器能为车辆加速提供多大力？

要解释这个问题，我们需要用到另一个公式——F=GxISPxm。

其中，F代表火箭推力，G是重力值，ISP为比冲，而m则是质量流率。

鉴于公式里有4个变量，因此找到其中3个就能解开谜题。

但可惜的是，我们只知道重力值（9.81）。

从技术角度来讲，ISP值主要基于设计和燃料。

一般来说，宇宙飞船的比冲可达350s（用了化学燃料），而低温气体助推器最大则为70s左右（氮气最大为73s）。

所以，这里的ISP我们暂时用70s来代替。

现在，想算出F值就差m一个变量了。

Musk曾发推文表示，SpaceX推进器开启的时候，能让Roadster保持悬浮状态。

所以，其推力至少等于车重乘以重力值，即2000公斤乘以9.81m/s2，也就是20000N。

当然，要想算上驾驶员和行李等，推力就得更大一些。假设为21000N，其向上的G值为1.05。

3、突破轮胎瓶颈

那么，马力无限大就能加速快吗？

当然不是，一切还得看轮胎的抓地力，而火箭助推就没这个烦恼了。

说了这么多，我们还是先来算算加了SpaceX推进器的Roadster为什么能在1.1秒完成0-60mph加速。

还是之前的公式：26.8=ax9.81x（t）。

这里的a为1.44+1.05，因此t（时间）为1.1秒。如果推进器超过25000N，那么其加速就能跑进1秒之内。

对于一辆超跑来说，速度能加的起来就得能刹得住。

借助火箭反推的话，Roadster是不是刹车就更有信心了？

当然是。

目前刹车最强悍的保时捷911GT2RS，60-0mph的刹车距离为27米。

经过计算，有了火箭反推助力的Roadster能在14米内稳稳的停下来。

是不是很疯狂？

4、一罐高压气体能助推多久？

那么，要实现如此强悍的性能，Roadster的高压气罐里得存多少气体呢？

这里还是要用到F=GxISPxm这个公式，推导出m为30公斤/秒。

也就是说，想用上火箭助推，每秒就要喷出30公斤的气体。

显然，一罐气最多也就够Roadster维持一两秒时间，毕竟它消耗太猛了。

如果想维持十几秒，那么车辆增重就会抵消一部分加速性能了。

当然，无论这个SpaceX推进器是否是炫耀专用，它对极限的冲击都让我们心生敬佩。

2017年，特斯拉首席设计师FranzvonHolzhausen试驾第二代Roadster原型车

欧洲巨头们折腾了一百年的加速性能，被特斯拉在几年内彻底碾压，而且提升的还不止一点点——Roadster的这个记录，几乎将最强性能车的成绩提升了一倍。

参考资料：

https://www.youtube.com/watch?v=4PRi4B1APj0&feature=emb_title