特斯拉只能飞 5 秒?科学家称其为「放屁车」,联邦航空局:不符合航空器定义
自从马斯克推出“会飞的特斯拉”后,网络上涌现了大量恶搞图片,例如飞越收费站、跳起躲避邻车弹出的电池,甚至载着李有田冲下悬崖。
但玩笑过后,更多人开始追问:这辆 Roadster 究竟能做什么?它是否算得上飞行汽车?
美国哥伦比亚广播公司向美国联邦航空管理局(FAA)提出了一个关键问题:这台能空中翻转的交通工具该由哪个机构监管。他们得到的回应是:
特斯拉 Roadster 不符合 FAA 对航空器的定义。
美国国家公路交通安全管理局随后表示,即便这辆车在视觉上违背了物理规律,特斯拉也必须确保它符合适用的机动车安全标准,驾驶员同样需遵守当地道路法规。
换言之:Roadster 并非一辆飞行汽车。
要厘清这一点,得先了解这辆号称采用火箭技术的跑车是如何离地的。
特斯拉能飞,但仅能维持六秒
发布会上的画面令人眼花缭乱,但原理其实并不复杂。特斯拉使用了两种方案:一种负责将车吸附在跑道上,另一种负责将车推向空中。
Roadster 倒挂在跑道顶端的关键,在于车底安装的几台大功率风扇。
就在发布会两周前,美国专利商标局通过了特斯拉的一项新专利。从这份编号为 US 12,377,920 B1 的专利文件中可见,特斯拉在后扩散器位置布置了 4 台电动涵道风扇。
据特斯拉介绍,这 4 台轴流风扇的单台功率约为 20 kW,电机架构源自特斯拉成熟的热泵压缩机。
与之配合的是底盘边缘的主动密封裙边,这些裙边能随路面起伏移动,将车底空间隔离出来。当车辆驶上跑道时,风扇会迅速抽空车底与路面间的空气,形成局部负压,使车辆紧贴跑道。
自然,这些风扇也对过弯有所帮助。
特斯拉车辆工程副总裁拉尔斯·莫拉维透露,在时速 0 到 50 英里(约 80km/h)的低速状态下,这套负压系统能提供超过 2G 的横向抓地力。
让 Roadster 脱离跑道后跃入空中的,是车内另一套源自航天领域的方案。
在演示特技的 Rocket 版本中,工程师拆除了副驾驶座椅,换装了一个容量达 600 升的碳纤维缠绕高压储气罐。这个气罐承受着 700 bar 的高压,内部储存了约 250 公斤的高压气体。
这些高压气体通过管路分流到全车 10 个喷嘴,其中车尾的 4 个是负责纵向加速的主喷嘴,车底四角各有一个垂直推力喷嘴,车身两侧还设置了姿态微调阀门。
莫拉维还提到,为确保各喷嘴喷出高压气体时不出现时间差,工程师在底盘下设计了一组严格等长的管路布局。
他强调,即使各喷嘴间的气流只慢千分之几秒,也会让已起跳的车辆瞬间失去平衡。
总结下来,全新 Roadster 的跳跃流程大致如下:
底部垂直喷嘴开启,高压气体向地面喷出,产生超过车身重力的反作用力,将车体托入空中。接着,车侧喷嘴点火,车载陀螺仪计算角速度,在车身刚好翻转 180° 的瞬间喷出反向气流制动,随后着陆。
诚然,整套动作在视觉上足够科幻,但这仍达不到 FAA 对“飞行器”的定义。
根据美国联邦法规,只有能依靠空气动力或动力升力,在空域中维持受控巡航与导航的交通工具,才能算作航空器。Roadster 显然无法满足这一要求,原因很简单——它的推进系统最多只能支撑几秒钟。
航天领域常用“比冲”衡量推力效率,简单来说就是看推进剂能维持多长时间。普通火箭依靠化学燃料做功,比冲通常在 300 秒以上,而特斯拉采用的冷气推进因无热量释放,比冲一般被限制在 50 秒左右。
比冲低,意味着气体喷出流速不够快,要获得足够推力,只能增加喷气量。
而维持一台近 1.8 吨的 Roadster 悬停,需要产生约 18000 牛的持续推力。按理论公式换算,这套系统每秒必须向外喷出约 35 公斤气体。
也就是说,储气罐中 250 公斤气体,在全推力工况下,撑不过 6 秒钟。
据海外媒体 MotorTrend 报道,现场完成三次跳跃的演示车辆,储气量是普通 Thrust 推进版本的三倍——后者的储气罐仅 200 升,在全推力工况下甚至撑不过 2 秒,后续充气时间则长达 6 到 7 小时。
即使退一步将它视为普通汽车,现有设计要获得道路安全认证也困难重重,马斯克自己或许也清楚这一点。发布会后,特斯拉在官网上明确写明,这款能飞的 Rocket 版本“尚未获准在公共道路上行驶”,甚至采用了极其罕见的邀请制发售。
“安全不是主要目标。比如你买一辆法拉利,安全不会是首要目标。如果安全是你的首要目标,我会说别买 Roadster。”马斯克说。
对于一台百万美元的极客玩具,马斯克或许可以将安全放在次要位置。但对任何面向公众出行的交通工具而言,安全始终是不可逾越的红线。国内造车新势力中同样在探索飞行汽车的何小鹏,在观看发布会后给出了评价。
能否落地还要看飞行安全、飞行参数等具体指标。但所有人都无法绕开飞行认证,在全球这都需要长期工作。
何小鹏提到的飞行认证,是所有低空载人交通工具必须跨越的制度门槛。从适航审定到航线划设,每一步都需要长期验证。
在社交平台上被问及这辆车能在哪里行驶时,马斯克表示,特斯拉将在得克萨斯总部修建一条环形赛道,供车主在封闭环境中体验“特技”。
不实用,不代表无价值
观看发布会后,图灵奖得主、Meta 首席 AI 科学家杨乐昆(Yann LeCun)在社交平台上写下了一道计算题。
他也认为,即使整车一半重量全分配给压缩气体,在推重比大于 1 的条件下,有用推力大概也只能维持 5 秒左右。
杨乐昆随后将这辆车形容为一个 700 bar 气压、600 升容积的“放屁装置”,认为它不过是一个声势浩大的营销噱头,并非通往飞行汽车的道路。
马斯克的回应带着他一贯的风格——一句源自荒诞喜剧《巨蟒与圣杯》的台词。
我朝你放个屁。
论实用,仅靠喷高压气体腾空几秒,显然无法用于日常代步。但在不少车迷和极客看来,特斯拉是将他们童年时期的脑洞搬进了现实。
在日本经典动画《高智能方程式》中,主角赛车阿斯拉达最具辨识度的配置之一,就是车身两侧的大功率风扇。
依靠这两个风扇,阿斯拉达在过弯时能在突破抓地极限后腾空跃起,在空中完成角度修正后再落回赛道。
实际上,在汽车工业中,钻研风扇的不止特斯拉一家。宝马去年公开了一辆名为 Vision Driving Experience 的测试车,其内部的 5 台风扇能为车身带来整整 1 吨的下压力,即便车辆完全静止。
和特斯拉 Roadster 一样,这辆车也在网上招来了大量冷嘲热讽。
有人调侃宝马造了一辆“带四个轮子的巨型戴森吸尘器”,有人觉得 50kW 的风扇纯属浪费电,更有人认为这套系统动静震天,除了发视频博眼球,毫无实际意义。
BMW Vision Driving Experience
但在科技演进的历史中,许多技术的价值显现往往存在很长的延迟。那些今天支撑着现代社会的基础设施,刚诞生时大多也挨过类似的骂声。
最典型的例子是黄仁勋与英伟达。
2006 年,黄仁勋做出了一个让同行不解的决定:他要求英伟达出厂的每一块游戏显卡,都必须加入支持通用计算的 CUDA 架构单元。对当时只想玩《魔兽世界》的玩家来说,这不仅不能带来画面和帧率的提升,反而让显卡变得又烫又贵。
这项被华尔街视作“毫无商业价值”的投入,一度让英伟达的股价跌去近八成。
直到 2012 年,Krizhevsky 和 Sutskever(后来的 OpenAI 联合创始人)用两块英伟达显卡跑出了 AlexNet 模型,大家才猛然发现,原来只有 CUDA 能搞定深度学习的大规模计算。
一夜之间,这套曾被喷成累赘的通用计算架构,成了全球 AI 开发者绕不开的刚需,也将英伟达一路推上万亿美元市值。
难道黄仁勋在 2006 年就已预见到大模型时代?当然不可能,他当年只是觉得,物理世界纷繁复杂的模拟,迟早需要更庞大的并行计算架构。
这种技术投入在当下看往往是反常识的,因为它很难在财报中即时变现。回到汽车行业,道理同样如此。
如果一家车企永远只挑“立刻有用”的项目去做,工程师的大部分精力,无非是围着换供后的台架测试打转,或想方设法把车身风阻从 0.21 降到 0.20。
这些微小的改良固然必不可少,但它们终究只是在既有的跑道里内卷。
特斯拉造出的这辆 Roadster,或许永远无法开上早高峰环路,也不可能降落在写字楼楼顶。但仅是将一辆车送上天翻个身,就已经是一道超纲的题目。为了这几秒钟,工程师只能硬着头皮,去解决那些平时造车根本碰不到的偏门问题。
马斯克自己也说,“Roadster 已经不能算是一辆真正意义上的汽车”。
正因为它不需要被当成正经车来造,反而成了整个研发团队最没有包袱的试验场。也只有面对这种完全不考虑使用场景的项目,工程师们才有机会放开手脚,去摸一摸技术的边界。
在他们眼中,未来的家用车不一定真能飞起来,但在这个项目上积累到的经验,不会凭空消失。
技术演进向来很难按部就班,那些今天看起来毫无用处的折腾,放长远看,说不定恰恰是拉开代差的伏笔。
本文来自微信公众号“董车会”,作者:李华,36氪经授权发布。