امید محمدی؛ بازار گروه خودرو: شرکت تسلا اواخر هفته پیش نسل جدید خودروی اسپرت رودستر را در ایالت تگزاس آمریکا معرفی کرد؛ محصولی که با همکاری مهندسان شرکت فضایی اسپیس ایکس توسعه یافته و در جریان نمایش آن، خودرو پس از حرکت روی یک مسیر ویژه از زمین جدا شد، در هوا چرخید و دوباره روی چرخ های خود فرود آمد. بررسی اطلاعات فنی منتشر شده در ۲۴ ساعت گذشته نشان می دهد نوآوری اصلی این پروژه، ترکیب پیشرانه الکتریکی، رانشگرهای گاز فشرده و سامانه ایجاد نیروی مکش برای کنترل خودرو در شرایطی فراتر از توانایی خودروهای اسپرت معمولی است. با این حال، هنوز اطلاعات مستقلی درباره مدت پرواز، عملکرد پایدار در هوا و ایمنی این سامانه منتشر نشده است.
پرواز با هوای فشرده؛ نه بال و نه ملخ
مهم‌ترین نکته فنی در رودستر جدید، شیوه تولید نیروی رانش برای جدا شدن از زمین است. برخلاف طرح های متداول خودروهای پرنده که از بال، ملخ یا مجموعه از موتورهای الکتریکی عمود پرواز استفاده می کنند، نسخه ویژه رودستر به مخازن هوای بسیار پرفشار و نازل هایی مجهز شده است که گاز را در جهت‌های مشخص تخلیه می کنند. بر اساس اطلاعات منتشر شده از مراسم رونمایی، نسخه ویژه پروازی از ۱۰ رانشگر برای تولید نیرو استفاده می کند. تخلیه کنترل شده گاز از این نازل ها امکان ایجاد نیرو در جهت های مختلف را فراهم می کند؛ به این ترتیب، خودرو می تواند برای مدتی کوتاه از سطح زمین جدا شود یا هنگام انجام مانور، جهت حرکت و وضعیت بدنه خود را تغییر دهد. تفاوت این سامانه با پیشرانه های جت متعارف اهمیت زیادی دارد. در رانشگرهای گاز سرد، برای ایجاد نیروی رانش الزاما به احتراق سوخت در محفظه موتور نیازی نیست؛ گاز ذخیره شده با فشار بالا از نازل خارج می شود و در واکنش به خروج آن، نیرویی در جهت مخالف به خودرو وارد می کند. این راهکار از نظر ساختار به سامانه های کنترل وضعیت فضاپیماها شباهت دارد؛ سامانه هایی که برای تغییر جهت یا تثبیت موقعیت از رانشگرهای کوچک استفاده می کنند. البته کاربرد چنین فناوری در یک خودروی زمینی با استفاده فضایی آن تفاوت اساسی دارد، زیرا خودرو باید علاوه بر تولید نیروی رانش، وزن بدنه، سرنشین و تجهیزات را تحمل کند و پس از مانور نیز فرود ایمن داشته باشد.
یکی از جزئیاتی که در گزارش های اولیه کمتر مورد توجه قرار گرفت، ظرفیت مخازن گاز و ارتباط مستقیم آن با مدت زمان مانور است. بررسی فنی منتشر شده از سوی رسانه ها نشان می دهد نسخه راکت از حدود ۶۰۰ لیتر ظرفیت ذخیره سازی برای سامانه گاز فشرده برخوردار است؛ در حالی که نسخه تراست حدود ۲۰۰ لیتر ظرفیت دارد
مخازن ۶۰۰ لیتری؛ محدودیت اصلی در مدت پرواز
یکی از جزئیاتی که در گزارش های اولیه کمتر مورد توجه قرار گرفت، ظرفیت مخازن گاز و ارتباط مستقیم آن با مدت زمان مانور است. بررسی فنی منتشر شده از سوی رسانه ها نشان می دهد نسخه راکت از حدود ۶۰۰ لیتر ظرفیت ذخیره سازی برای سامانه گاز فشرده برخوردار است؛ در حالی که نسخه تراست حدود ۲۰۰ لیتر ظرفیت دارد. نسخه راکت همچنین با حذف صندلی دوم، فضای بیشتری برای تجهیزات این سامانه در اختیار دارد. این تفاوت صرفا یک تغییر در تجهیزات جانبی نیست؛ بلکه به یکی از محدودیت های بنیادی خودروهای مجهز به رانشگر گاز سرد مربوط می شود. برای ایجاد نیروی کافی جهت بلند کردن یک وسیله نقلیه سنگین، گاز باید با دبی و سرعت مناسبی از نازل ها خارج شود. چنین فرآیندی می تواند ذخیره گاز را در مدت کوتاهی مصرف کند و به همین دلیل، ظرفیت مخزن، فشار اولیه، سطح مقطع نازل و میزان نیروی لازم برای بلند کردن خودرو در عملکرد نهایی نقش تعیین کننده دارند. نکته مهم آن است که حجم اعلام شده مخزن به تنهایی برای محاسبه مدت پرواز کافی نیست. بدون اطلاع دقیق از فشار ذخیره سازی، جرم گاز، نرخ تخلیه، نیروی رانش هر نازل و وزن نهایی خودرو نمی توان مدت ماندن آن در هوا را محاسبه کرد. بنابراین، آنچه تاکنون نمایش داده شده، توانایی انجام مانورهای هوایی کوتاه است؛ نه پرواز طولانی مدت یا جابه‌جایی روزمره در آسمان.
سامانه مکش؛ فناوری دوم پشت نمایش تسلا
بخش کمتر دیده شده این رونمایی، سامانه مکش زیر بدنه است؛ فناوری که به رودستر امکان می دهد روی مسیری ویژه حرکت کند که در بخشی از آن، خودرو وارونه قرار می گیرد. در این روش، فن های تعبیه شده در زیر خودرو هوا را از فضای زیر بدنه خارج می کنند و با کاهش فشار در این ناحیه، نیرویی ایجاد می شود که خودرو را به سطح مسیر می چسباند. این سامانه را نباید با رانشگرهای هوای فشرده یکی دانست. رانشگرها برای تولید نیروی لحظه‌ای و تغییر حرکت خودرو به کار می روند، در حالی که مکش زیر بدنه وظیفه افزایش نیروی عمودی و حفظ تماس خودرو با سطح مسیر را بر عهده دارد. بر اساس بررسی فنی منتشرشده پس از مراسم، توان مصرفی چهار فن این سامانه در مجموع حدود ۸۰ کیلووات، معادل نزدیک به ۱۰۸ اسب بخار، برآورد شده است. همان بررسی به رقم حدود ۴۷۰۰ کیلوگرم نیروی عمودی ادعاشده برای چسباندن خودرو به سطح مسیر نیز اشاره می‌کند؛ رقمی که به دلیل بالا بودن نسبت نیروی تولیدشده به وزن خودرو، نیازمند آزمون مستقل است. از نظر مهندسی، این سامانه دو چالش دارد. نخست، مصرف انرژی قابل توجه فن‌هاست که می‌تواند بر برد حرکتی خودرو اثر بگذارد. دوم، وابستگی عملکرد مکش به طراحی زیر بدنه و شرایط سطح مسیر است. خودرو برای حرکت وارونه به مسیری مهندسی‌شده و سامانه‌ای نیاز دارد که نیروی نگهدارنده کافی تولید کند؛ بنابراین، این قابلیت به معنای امکان حرکت وارونه در خیابان یا روی هر سطحی نیست. در واقع، تسلا در این پروژه دو مسئله متفاوت را هدف قرار داده است: کنترل خودرو در وضعیت‌های غیرمعمول با استفاده از مکش و تغییر مسیر حرکت با استفاده از رانشگرها. ترکیب این دو سامانه، پیچیدگی کنترل خودرو را افزایش می‌دهد و نیازمند هماهنگی دقیق میان حسگرها، کنترل‌کننده‌ها و تجهیزات مکانیکی است.
شتاب کمتر از یک ثانیه؛ عددی که باید دقیق خوانده شود
تسلا در مراسم رونمایی اعلام کرد رودستر جدید می تواند از حالت سکون به سرعت ۶۰ مایل بر ساعت، معادل حدود ۹۷ کیلومتر بر ساعت، در کمتر از یک ثانیه برسد. در نمایش این خودرو، زمان ۰٫۸۱ ثانیه نیز مطرح شد. حداکثر سرعت اعلام‌شده برای این محصول بیش از ۳۷۰ کیلومتر بر ساعت است. با این حال، هنگام بررسی چنین ارقامی باید میان عملکرد نسخه مجهز به رانشگر و توانایی نسخه متعارف خودرو تفاوت قائل شد. وجود رانشگرهای گاز فشرده می تواند نیروی اضافی در اختیار خودرو قرار دهد و آن را از نظر شتاب‌گیری از خودروهای اسپرت الکتریکی معمولی متمایز کند. اما شتاب کمتر از یک ثانیه، به‌تنهایی بیانگر عملکرد خودرو در شرایط عادی رانندگی نیست. در شتاب گیری زمینی، نیروی قابل انتقال به سطح جاده، چسبندگی لاستیک ها، توزیع وزن و سامانه کنترل کشش از عوامل اصلی تعیین کننده هستند. اگر بخشی از نیروی شتاب گیری از رانشگرها تامین شود، شرایط اندازه‌گیری با آزمون متعارف شتاب خودروهای تولیدی تفاوت خواهد داشت. برای ارزیابی دقیق این ادعا، باید مشخص شود آزمون در چه شرایطی انجام شده، رانشگرها در تمام مدت فعال بوده‌اند یا خیر و آیا نتیجه در یک خودروی تولیدی با تجهیزات نهایی قابل تکرار است. تا زمانی که روش آزمون و داده‌های مستقل منتشر نشود، این عدد را نمی‌توان بدون قید و شرط با رکورد خودروهای برقی تولید انبوه مقایسه کرد. از سوی دیگر، حداکثر سرعت بیش از ۳۷۰ کیلومتر بر ساعت نیز با قابلیت پرواز ارتباط مستقیمی ندارد. سرعت بالا روی زمین به طراحی آیرودینامیکی، توان پیشرانه و پایداری خودرو مربوط است؛ در حالی که پرواز به نسبت رانش به وزن، کنترل وضعیت، مدیریت انرژی و الزامات ایمنی متفاوتی وابسته است.
چرا این خودرو هنوز یک هواگرد متعارف نیست؟
مهم ترین محدودیت رودستر جدید در فاصله میان انجام یک مانور هوایی و دستیابی به پرواز پایدار قرار دارد. در یک پرواز متعارف، وسیله باید بتواند نیروی کافی برای غلبه بر وزن خود تولید کند، تعادلش را حفظ کند، مسیر را تغییر دهد و در صورت بروز اختلال، امکان بازیابی وضعیت یا فرود ایمن داشته باشد. در مقابل، پرش کوتاه با رانشگرهای گاز فشرده ممکن است تنها برای چند لحظه نیروی لازم جهت جدا شدن از زمین را تأمین کند. این عملکرد، حتی اگر از نظر مهندسی بسیار پیچیده باشد، معادل توانایی برخاستن، اوج‌گیری، پیمودن مسافت طولانی و فرود مستقل یک هواگرد نیست. مسئله دیگر، وزن است. مخازن پرفشار، تجهیزات تنظیم فشار، نازل‌ها، سامانه مکش، حسگرها و سازوکارهای ایمنی همگی جرم و حجم اضافی ایجاد می‌کنند. در خودروهای زمینی، افزایش وزن معمولا با کاهش بهره‌وری انرژی و تغییر رفتار حرکتی همراه است؛ اما در وسیله‌ای که باید از زمین جدا شود، هر کیلوگرم اضافه می‌تواند نیاز به نیروی رانش بیشتری ایجاد کند. همچنین مخازن پرفشار به الزامات ایمنی ویژه‌ای نیاز دارند. مقاومت در برابر ضربه، حفاظت در برابر آسیب ناشی از تصادف، کنترل نشتی و جلوگیری از عملکرد ناخواسته رانشگرها باید در طراحی نهایی مورد توجه قرار گیرد. این موضوع در محصولی که قرار است در کنار سایر خودروها در محیط شهری حرکت کند، اهمیت بیشتری دارد. اطلاعات منتشرشده از مراسم، توانایی انجام مانورهای نمایشی را نشان می‌دهد؛ اما برای نتیجه‌گیری درباره قابلیت پرواز پایدار، هنوز داده‌های کافی درباره آزمون‌های مستقل، مدت پرواز، کنترل در شرایط نامساعد و ایمنی سامانه در دسترس نیست. همچنین نسخه ویژه پروازی برای استفاده عمومی در جاده تایید نشده است؛ موضوعی که نشان می‌دهد عرضه چنین فناوری‌ای با موانع قانونی و مقرراتی نیز روبه‌رو خواهد بود.
رودستر جدید در سه سطح عملکردی با نام‌های پرفورمنس، تراست و راکت معرفی شده است. تفاوت این نسخه‌ها برای تشخیص جایگاه واقعی فناوری پرواز اهمیت دارد
سه نسخه متفاوت؛ از خودروی جاده‌ای تا مدل ویژه پرواز
بر اساس اطلاعات منتشرشده، رودستر جدید در سه سطح عملکردی با نام‌های پرفورمنس، تراست و راکت معرفی شده است. تفاوت این نسخه‌ها برای تشخیص جایگاه واقعی فناوری پرواز اهمیت دارد. نسخه پرفورمنس، مدل متعارف‌تر خودرو با تمرکز بر عملکرد جاده‌ای است. نسخه تراست به تجهیزات رانش کمکی برای افزایش شتاب‌گیری مجهز می‌شود. نسخه راکت نیز مدل ویژه‌ای است که سامانه کامل رانشگرها و تجهیزات پرواز را در اختیار دارد؛ مدلی که به‌صورت محدود و با دعوت عرضه خواهد شد و در اطلاعات منتشرشده، یک‌نفره معرفی شده است. بر اساس گزارش رویترز، برای نسخه پرفورمنس پیش‌پرداخت ۵۰ هزار دلاری و برای نسخه تراست پیش‌پرداخت ۲۵۰ هزار دلاری اعلام شده است. نسخه راکت نیز در فهرست محصولات تسلا قرار گرفته، اما قیمت نهایی آن به‌طور عمومی مشخص نشده است. این تفکیک نشان می‌دهد نباید تمام قابلیت‌های نسخه راکت را به نسخه‌های متعارف رودستر نسبت داد. حتی اگر فناوری پرواز در نهایت به مرحله تولید برسد، ممکن است تنها در یک مدل خاص، با کاربرد محدود و تحت شرایط عملیاتی مشخص ارائه شود. از سوی دیگر، تسلا آغاز تولید رودستر جدید را برای سال ۲۰۲۸ اعلام کرده است. این در حالی است که نسل جدید این خودرو نخستین‌بار در سال ۲۰۱۷ معرفی شده بود و زمان‌بندی‌های قبلی تولید آن محقق نشد. بنابراین، رونمایی اخیر را باید مرحله‌ای مهم در نمایش نمونه جدید دانست، نه به معنای آغاز قریب‌الوقوع عرضه گسترده محصول.
برد حرکتی؛ اطلاعاتی که هنوز برای قضاوت کافی نیست
در گزارش های منتشر شده پس از مراسم، بردی بیش از ۳۰۰ مایل، معادل تقریبی ۴۸۰ کیلومتر، برای رودستر جدید مطرح شده است؛ رقمی که در مقایسه با وعده‌های پیشین درباره این خودرو کاهش قابل توجهی محسوب می‌شود. با این حال، برای مقایسه دقیق باید مشخصات نهایی هر نسخه، شرایط آزمون و میزان تأثیر تجهیزات رانشگر و مکش بر مصرف انرژی معلوم شود. در یک خودروی برقی، ظرفیت باتری تنها عامل تعیین کننده برد نیست. مقاومت هوا، وزن، مقاومت غلتشی لاستیک‌ها و توان مصرفی تجهیزات جانبی نیز اهمیت دارند. سامانه مکش زیر بدنه، به دلیل نیاز به برق برای راه‌اندازی فن‌ها، می‌تواند در صورت استفاده طولانی‌مدت مصرف انرژی را افزایش دهد. رانشگرهای گاز فشرده نیز برای انجام مانورهای هوایی به ذخیره جداگانه گاز و تجهیزات مربوط به آن نیاز دارند. در نتیجه، برد اعلام‌شده برای رانندگی عادی را نباید معادل برد قابل دستیابی در صورت استفاده مکرر از قابلیت‌های ویژه دانست. برای چنین مقایسه‌ای، تسلا باید مصرف انرژی در وضعیت‌های مختلف و تأثیر سامانه‌های کمکی بر برد نهایی را روشن کند. این موضوع یک پرسش اقتصادی نیز ایجاد می‌کند: آیا مشتریان حاضرند برای قابلیت‌هایی که احتمالاً به‌ندرت استفاده می‌شوند، هزینه بیشتر، پیچیدگی فنی بالاتر و محدودیت‌های عملیاتی را بپذیرند؟ پاسخ به این پرسش به قیمت نهایی، دوام تجهیزات، هزینه تعمیرات و امکان استفاده قانونی از قابلیت پرواز بستگی خواهد داشت.
نمایش فناوری یا آغاز یک بازار تازه؟
رونمایی رودستر جدید در زمانی انجام شده که خودروسازان برای توسعه رانندگی خودکار، خودروهای برقی و سامانه‌های هوشمند رقابت می‌کنند. در چنین شرایطی، معرفی محصولی که فناوری خودرو را با تجهیزات الهام‌گرفته از صنعت هوافضا ترکیب می‌کند، می‌تواند توجه بازار را به توان مهندسی شرکت جلب کند؛ حتی اگر سهم مستقیم آن در درآمد کوتاه‌مدت چندان بالا نباشد. با این حال، از منظر اقتصادی باید میان ارزش تبلیغاتی یک فناوری و قابلیت تجاری‌سازی آن تفاوت گذاشت. تولید خودرویی که بتواند برای چند لحظه از زمین جدا شود، یک مسئله مهندسی است؛ ساخت محصولی که با هزینه قابل قبول، استانداردهای ایمنی، الزامات بیمه‌ای و مقررات حمل‌ونقل سازگار باشد، مسئله‌ای به‌مراتب پیچیده‌تر خواهد بود. اگر قابلیت پرواز تنها به نسخه‌ای محدود، گران‌قیمت و قابل استفاده در محیط‌های کنترل‌شده اختصاص پیدا کند، نمی‌توان آن را تحولی فراگیر در حمل‌ونقل شهری دانست. برای رسیدن به چنین تحولی، باید راهکارهایی برای کنترل ترافیک هوایی، مدیریت مسیر، فرود اضطراری، کاهش خطر برای افراد حاضر در سطح زمین و تعیین مسئولیت حقوقی حوادث ارائه شود. در عین حال، نباید دستاورد فنی این پروژه را نادیده گرفت. ترکیب رانشگرهای گاز فشرده، کنترل الکترونیکی و سامانه مکش، زمینه‌ای برای آزمایش فناوری‌هایی فراهم می‌کند که ممکن است در آینده در خودروهای مسابقه‌ای، سامانه‌های کنترل حرکت یا محصولات ویژه کاربرد پیدا کنند.
رونمایی تسلا از رودستر جدید را باید بیش از آنکه معرفی یک خودروی پرنده آماده استفاده عمومی بدانیم، نمایش ترکیب چند فناوری پیشرفته در یک وسیله نقلیه اسپرت ارزیابی کنیم
رودستر، گامی میان خودرو و هوافضا
رونمایی تسلا از رودستر جدید را باید بیش از آنکه معرفی یک خودروی پرنده آماده استفاده عمومی بدانیم، نمایش ترکیب چند فناوری پیشرفته در یک وسیله نقلیه اسپرت ارزیابی کنیم. رانشگرهای گاز فشرده امکان انجام مانورهای هوایی کوتاه را فراهم می‌کنند، سامانه مکش زیر بدنه برای ایجاد نیروی نگهدارنده روی مسیر طراحی شده و پیشرانه الکتریکی نیز عملکرد حرکتی بسیار بالایی را هدف قرار داده است. اما سه پرسش اساسی همچنان بی‌پاسخ مانده است: این خودرو چه مدت می‌تواند به‌طور پایدار پرواز کند، قابلیت‌های نمایش‌داده‌شده با چه سطحی از ایمنی در محصول نهایی قابل تکرار خواهند بود و چه زمانی امکان استفاده قانونی از این فناوری فراهم می‌شود؟ پاسخ به این پرسش‌ها مشخص خواهد کرد که رودستر صرفا یک محصول نمایشی برای نمایش توان مهندسی تسلا و اسپیس‌ایکس باقی می‌ماند یا می‌تواند به توسعه نسل تازه‌ای از وسایل نقلیه منجر شود. تا آن زمان، عنوان دقیق‌تر برای این محصول، خودروی برقی مجهز به رانشگرهای هوایی است؛ تعبیری که دستاورد فنی آن را به رسمیت می‌شناسد، اما میان یک مانور نمایشی و پرواز واقعی تمایز قائل می‌شود.
نظر شما