Bí mật công nghệ hàng không vũ trụ trong siêu xe bay của Tesla

Màn trình diễn bay, nhào lộn của Roadster. (Video: Tesla)

Tại sự kiện ra mắt ở Texas, Mỹ, Roadster gây chú ý khi kết hợp động cơ điện với công nghệ từ SpaceX, công ty hàng không vũ trụ do tỷ phú Elon Musk lãnh đạo. Hệ thống động cơ đẩy khí lạnh (CGT) sử dụng khí nén áp suất cao để tạo lực đẩy, hỗ trợ xe tăng tốc và thay đổi hướng chuyển động.

Bình khí áp suất cao phía sau hàng ghế trước

Phía sau hàng ghế trước của Roadster là bình chứa hình cầu màu đen, sử dụng công nghệ bình chịu áp lực bọc composite (COPV) có nhiệm vụ lưu trữ khí áp suất cao, cung cấp cho hệ thống động cơ đẩy.

Dung tích bình khoảng 200 lít, áp suất tối đa tới 10.000 psi. Cấu tạo gồm lớp lót bên trong và vật liệu composite gia cường bên ngoài, giúp bình chịu áp suất lớn mà vẫn hạn chế khối lượng. Vật liệu gia cường có thể gồm sợi carbon hoặc Kevlar.

Trên Roadster, bình COPV được kết nối với các đường ống dẫn khí tới những vòi phun bố trí quanh thân xe. Khi khí được giải phóng, lực đẩy sinh ra giúp điều chỉnh chuyển động của phương tiện.

Khí nén tạo lực đẩy như động cơ tên lửa

Phía trên cản sau của Roadster có bốn vòi phun kim loại trông giống đầu ống xả của siêu xe. Tuy nhiên, chúng không thải khí từ quá trình đốt nhiên liệu mà phun khí áp suất cao, chủ yếu là nitơ.

Khí đi từ bình COPV qua hệ thống đường ống và van điều tiết trước khi thoát ra ngoài ở tốc độ siêu thanh. Các van kiểm soát lượng khí giải phóng, qua đó điều chỉnh lực đẩy.

Lars Moravy, Phó Chủ tịch phụ trách kỹ thuật xe của Tesla, cho biết chiều dài các đường ống dẫn khí cần được tính toán đồng đều để bảo đảm dòng khí tới các vòi phun ổn định. Nếu lực đẩy giữa hai bên chênh lệch, xe có thể bị xoay lệch khỏi hướng mong muốn.

Hơn 1.300 mã lực, tăng tốc đến gần 100km/h dưới một giây

Bên cạnh hệ thống động cơ đẩy, Roadster vẫn sử dụng động cơ điện làm nguồn lực chính.

Cụm truyền động được phát triển dựa trên nền tảng của hệ thống ba mô-tơ trên Model S Plaid, nhưng Roadster sử dụng hai mô-tơ phía sau, với tổng công suất khoảng 1 MW, tương đương 1.341 mã lực.

Ước tính, hai mô-tơ có thể tạo lực đẩy khoảng 32,3 kN. Hệ thống quạt hút dưới gầm xe tạo lực ép xuống mặt đường tương đương hơn 2G (gấp 2 lần gia tốc trọng trường), giúp tăng độ bám và hỗ trợ truyền lực khi tăng tốc.

Tuy nhiên, đây là các thông số do Tesla công bố và tính toán ước lượng từ bài viết, chưa được xác minh độc lập. Khi chưa có đầy đủ dữ liệu về vòi phun, lực cản không khí và khả năng duy trì lực đẩy, hiệu suất thực tế của hệ thống vẫn chưa thể xác định chính xác.

Điều chỉnh tư thế như vệ tinh, tàu vũ trụ

Bốn vòi phun phía sau chưa đủ để tạo ra toàn bộ chuyển động được trình diễn. Theo MotorTrend, phiên bản Rocket sử dụng thêm một bình COPV, nâng tổng dung tích khí dự trữ lên khoảng 600 lít, đồng thời bổ sung sáu vòi phun, đưa tổng số lên 10.

Bốn vòi phun bổ sung được bố trí phía sau các bánh xe, hướng xuống dưới để tạo lực đẩy theo phương thẳng đứng. Hai vòi còn lại đặt ở đầu xe, hướng sang hai bên nhằm hỗ trợ điều chỉnh chuyển động xoay.

Khi phối hợp hoạt động, các vòi phun tạo lực theo nhiều hướng, giúp xe bật khỏi mặt đất, xoay và thực hiện những động tác nhào lộn.

Công nghệ tên lửa trên ô tô: Còn nhiều câu hỏi

Dù vậy, màn trình diễn chưa đồng nghĩa công nghệ này đã sẵn sàng cho ô tô thương mại. Khả năng điều khiển, độ an toàn, độ bền và điều kiện vận hành thực tế vẫn là những vấn đề cần được làm rõ.

Bình COPV và động cơ đẩy khí lạnh đều là những công nghệ đã được ứng dụng trong lĩnh vực hàng không vũ trụ. Điểm mới của Roadster là đưa chúng lên một mẫu ô tô điện thể thao, nhằm tạo ra những chuyển động vượt xa chức năng thông thường của xe đường bộ.

Tại sự kiện, CEO Elon Musk còn gợi ý rằng Roadster có thể tự thu gom, nén và lưu trữ khí phục vụ hệ thống động cơ đẩy nhưng chưa đưa ra đủ thông tin kỹ thuật để xác định cơ chế này sẽ hoạt động ra sao.

Khả năng bật nhảy, xoay vòng hay bay những quãng ngắn có thể tạo nên màn trình diễn ấn tượng, nhưng giá trị sử dụng thực tế vẫn là dấu hỏi. Tesla cần làm rõ khả năng vận hành, các yêu cầu an toàn và việc đáp ứng quy định giao thông trước khi có thể đưa những tính năng này vào sử dụng rộng rãi.

Vì vậy, dù công nghệ động cơ đẩy khí lạnh mở ra hướng tiếp cận khác biệt cho Roadster, cần thêm dữ liệu kỹ thuật và kiểm chứng độc lập để đánh giá đầy đủ những khả năng mà mẫu xe trình diễn.