Aqui está como Elon Musk pode usar propulsores de foguetes sobre o novo Tesla Roadster

Na semana passada, SpaceX e Tesla CEO Elon Musk anunciaram planos ousados para combinar as tecnologias de seus dois maiores empresas, colocando os propulsores do foguete em futuros modelos especializados do Tesla Roadster. Os propulsores não vai realmente entrar em combustão espontânea, de acordo com almíscar; em vez disso, eles expele o ar frio altamente pressurizado, dando o Tesla um impulso extra de aceleração. É uma jogada de poder tecnicamente trabalho, mas também confunde os engenheiros e especialistas do setor: os propulsores não será muito eficientes e provavelmente não vai ser permitido pela lei.

Especificamente, o Musk fala incorporando uma peça-chave de hardware do foguete de Falcon 9 da SpaceX — um tanque conhecido como um vaso de pressão overwrapped composto, ou um COPV. Estas garrafas são feitas de um forro de metal fino que é envolto em fibras de carbono, e são uma ótima maneira de armazenar uma grande quantidade de ar pressurizado em um espaço muito pequeno. Eles também são bastante leves, e é por isso que muitos fabricantes como usá-los para ajudar a pressurizar seus foguetes de foguete.

Sobre o Falcon 9, os COPVs sentar-se dentro dos tanques de combustível e mantém-los sob pressão durante o voo. Como o foguete sobe para o espaço, os propelentes rapidamente esvaziem dos tanques, e é o trabalho dos COPVs para substituir os líquidos com hélio para que os tanques de mantêm sua forma. O ar comprimido dentro estas garrafas não estiver sendo usado para propulsionar o foguete diretamente. Alguns automóveis usam COPVs, também: caminhões e ônibus usá-los para o armazenamento de gás natural comprimido, e carros com células de combustível de hidrogênio também dependem de COPVs. Mas o ar dentro destes tanques é usado como combustível para os motores dentro desses carros.

Com o Roadster, Musk tem uma ideia diferente: ele quer usá-los como propulsores, onde eles sopro de ar do back-end ou da frente do carro para ajudar a impulsionar e parar o veículo. Potencialmente pode estourar fora dos lados, também para ajudar com giro em altas velocidades ou em curvas apertadas. Carros comerciais nunca usaram COPVs assim antes, e a ideia levanta muitas questões sobre segurança e eficiência.

Por um lado, o Tesla Roadster já acelera e freia incrivelmente rápido, e o novo Roadster é supostamente um dos carros mais rápidos do mundo, com um tempo de 0-60 de 1,9 segundos. É tão rápido que não há debate vigoroso sobre se qualquer pneus modernos já podem ir mais rápido. Então os COPVs seria necessário apagar um monte de ar frio em super alta velocidade para empurrar ainda mais rápida aceleração ou desaceleração vezes. Isso requer muita energia e alguns tanques bastante grandes para ter qualquer tipo de efeito discernível contra alguns limites reais da física. E se realmente afetando a velocidade é o objetivo, estes propulsores seria extremamente alto, propenso a mudanças extremas de temperatura e possivelmente colocar outros carros na estrada em risco. “É uma opção? Sim,”Sam Abuelsamid, analista de pesquisa sênior da Navigant, uma empresa de consultoria para a indústria automobilística, diz À beira. “É uma opção sábia? Absolutamente não. É a coisa mais ridícula que já ouvi.”

Imagem: NASA

Muitos fabricantes de automóveis têm olhou para maneiras de usar ar comprimido para veículos de potência, no entanto. Por exemplo, em 2013, os fabricantes de automóveis francesa Peugeot e Citroën anunciaram planos para construir um veículo híbrido que usado ar comprimido como fonte de energia, embora o desenvolvimento tem sido colocado em espera. Estes projetos geralmente funcionam, liberando o ar de um recipiente de uma forma controlada para dirigir turbinas ou pistões do motor. Carros de ar comprimido são saudados como meio ambiente, desde que eles não queimam gasolina. Mas a desvantagem é que eles não são super eficientes.

Por um lado, comprimir o ar leva muito de energia. Almíscar afirma que o ar vai ser regenerado nos COPVs usando uma bomba elétrica, que gostaria de chamar de bloco de poder de Tesla. Mas especialistas argumentam que significativamente pode drenar a tensão da bateria necessária para conduzir o carro. “Isso seria certamente corroer a energia armazenada na bateria,” Dave Sullivan, um gerente e analista de produto da AutoPacific, uma empresa de consultoria automotiva, diz À beira. “O cálculo de gama ou o ciclo de teste para o intervalo de um veículo eléctrico não leva em conta essa ideia.”

Claro, tudo depende como eficaz quer Musk as COPVs para ser. Propulsores de gás frio tem um impulso específico relativamente baixo, o que significa que eles precisam de muito mais combustível — ou ar, neste caso — para obter uma quantidade decente de empuxo. Por isso é bom para os satélites no espaço, que não exigem muito de impulso de manobra em um vácuo. Mas na estrada, com a resistência do ar e o atrito do pneu, o gás frio não é tão poderoso. Então o Tesla COPVs terá de ser grandes e volumosos para armazenar ar suficiente precisava ter qualquer tipo de grande efeito. “Parece ter um propulsor que vai ter uma quantidade significativa de energia, ele vai levar uma quantidade decente de tamanho e capacidade no tanque para ser de algum benefício de desempenho real,” diz Abuelsamid. (Dizer fez do musk as COPVs ocuparia um bom pedaço do carro, transformando os quatro lugares em um de dois lugares).

A empresa potencialmente poderia preencher os COPVs para uma maior pressão para economizar espaço, mas os tanques precisaria ser muito mais forte e mais pesado ser considerado seguro para os passageiros. Quanto mais pressão você quer em um carro comercial, o mais resistente, que os tanques precisam ser. Os COPVs que deseja usar o Musk são atualizados certificada para os Falcon 9 foguetes que levarão as tripulações para a estação espacial internacional. “Esta é de longe o vaso de pressão mais avançado desenvolvido pela humanidade,” ele disse em uma conferência de imprensa antes do lançamento SpaceX em maio. “É loucura”.

Imagem: SpaceX

Ainda, a ideia que traz muitos problemas de segurança à mente. Enquanto crucial para voos espaciais, esses COPVs também têm sido uma fonte de ansiedade para SpaceX. Em setembro de 2016, uma COPV causou um foguete Falcon 9 explodir com um launchpad da Flórida, enquanto o veículo estava sendo abastecido para um teste. SpaceX alegou que a fricção entre os propelentes no tanque do motor e o COPV foi a culpa. O oxigênio líquido super frio que SpaceX usa para sua Falcon 9 reagiu mal com a fibra de carbono que foi enrolada o COPV.

SpaceX elevou significativamente seus COPVs desde então e qualquer bot

laços colocou um Tesla não vai ser cercados por oxigênio criogênico. Ainda assim, quando o ar é liberado rapidamente de uma garrafa altamente pressurizada, é experiência mudanças extremas de temperatura. O mais rápido que o ar é liberado, o mais frio o COPV se tornará. Então se o Tesla é golpe baixo estas garrafas rapidamente, eles poderiam facilmente atingir temperaturas super frígidas, que tornariam as COPVs frágeis e menos estruturalmente estável. Tesla podia combater isso soprando as garrafas mais lentamente, mas depois os propulsores não terá tão grande de um impacto sobre o carro.

E dependendo de quão rápido é sopro de ar, os propulsores poderiam representar riscos para outros carros na estrada. Se os COPVs vão ter qualquer força significativa sobre o Tesla, eles também têm uma força significativa sobre os carros que cercam o Tesla. Propulsores de gás frio podem conseguir um impulso específico de cerca de 70 segundos. Isso significa que o gás deixando o COPV poderia chegar um pouco mais de 1.500 milhas por hora. Então o ar tem o potencial de envio rápido os restos em um carro nas proximidades ou mesmo empurrando em veículos circundantes.

Mas mesmo se Tesla descobre soluções alternativas para tudo isto, há o barulho a considerar. Liberando muito altamente o ar comprimido é alto. Há regulamentos em vigor sobre a quantidade de ruído de passagem-por que um carro pode ter, e é duvidoso que o propulsor-equipado Tesla vai encontrar aqueles. “Veículos a gasolina não podem fazer muito barulho,” diz Sullivan. “Eu só posso imaginar isso seria extremamente alto e não ser permitido pela lei.” Almíscar disse que o carro não é recomendável para ambientes urbanos.

Assim que adicionar o COPVs para um Tesla é factível, embora eles provavelmente não serão permitidos em qualquer das estradas principais, dado os riscos. Ainda assim, é muito complicado máquinas para fazer um carro já muito rápido ir um pouco mais rápido.

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