Eine Kopie des Tesla Roadsters wird wahrscheinlich nicht in weniger als einer Sekunde die 100 km/h erreichen

Elon Musks neueste Behauptung sieht unter der Lupe zweifelhaft aus

Von Amber DaSilva7 Min. LesezeitAktualisiert 29. Februar 2024

Die zweite-Generation Tesla $TSLA Roadster ist wieder in den Schlagzeilen, nachdem Elon Musk angekündigt hatte, dass das Auto in weniger als einer Sekunde die Geschwindigkeit von 60 Meilen pro Stunde erreichen würde ist fast eine ganze Sekunde schneller als der aktueller Rekordhalter, was mich zu der Frage brachte: Ist das tatsächlich möglich? Ich habe ein paar Zahlen ausgewertet, um die Antwort zu bekommen: Es ist technisch machbar, würde es aber tun so unpraktisch sein, dass sich die ganze Mühe nicht lohnt. Lassen Sie uns zusammenfassen, was ich herausgefunden habe.Damals, im Jahr 2021, behauptete Musk, dass der Roadster in 1,1 Sekunden von null auf 60 beschleunigen würde Wir haben seine Arbeit überprüft

und entdeckte, dass es theoretisch passieren könnte – wenn Tesla die Rücksitze durch einen massiven Drucklufttank und einen Kompressor ersetzen würde. Mit Aufgrund dieser neuen Behauptung habe ich jedoch noch einmal versucht, diese Zahlen zu aktualisieren und zu sehen, ob sie immer noch Bestand haben Ich zeige meine Arbeiten immer, erkläre sie aber auchZuerst werden wir die Fakten darlegen, die wir kennen. Der Roadster kann in „weniger als einer Sekunde“ auf 60 Grad kommen, was per Definition bedeutet: maximal 0,99 Sekunden. Aus der Großzügigkeit meines Herzens ist diese die Zahl, die wir für einen Beschleunigungswert abrechnen von 2.763 gs. Wir wissen aus dem Datenblatt, dass der Roadster ein Raddrehmoment von 10.000 Newtonmetern beansprucht, aber wir tun dies grundsätzlich nicht Kennen das Gewicht des Autos. Wir

wissen Die Batterie wiegt etwa 1.800 Pfund von alleine, während die Schätzungen für das Gewicht des Autos zwischen 3.500 Pfund zu 4.100. Ich habe mich für 3.900 entschieden, da es sowohl in diesem Bereich liegt als auch in etwa dem Gewicht eines Nissan GT-R entspricht – ein solider Maßstab dafür Beschleunigung. Als Erstes müssen wir berechnen, wie viel Kraft das Auto aus seinem eigenen elektrischen Antriebsstrang bereitstellen kann. Anhand dieser Zahl von 10.000 Nm und die Größe der Reifen (sichtbar in einigen Pressefotos, falls Sie wirklich

Vergrößern) können wir ausrechnen, dass der Elektroantrieb eine Kraft von 27.435 Newton liefert – genug Schub, um damit ein 3.900 Pfund schweres Auto zu beglücken 1,58 g Beschleunigung. Das ist kein Grund zur Verachtung, aber es reicht nicht aus, um das Ziel von 0,99 Sekunden zu erreichen. Das Es werden zusätzlich 1,183 g benötigt, die von Musk’s bereitgestellt werden andere andere andere andere Firma: SpaceX, mit seinem Druckluftbehälter Kaltluftstrahlruder. Darauf werden wir noch einmal darauf zurückblicken Die Arbeit von Dr. Stephen Granade aus dem Jahr 2021: Aber wie effektiv sind Kaltlufttriebwerke? Das Raketenäquivalent der Treibstoffeffizienz wird als „spezifischer Impuls“ bezeichnet Der spezifische Impuls wird umso effizienter. Der spezifische Impuls wird in Sekunden gemessen, was seltsam klingt, bis Ihnen klar wird, dass der spezifische Impuls der ist Antwort auf die Frage: „Wie viele Sekunden kann ein bestimmter Motor mit einem bestimmten Kraftstoff seine eigene Masse auf ein Gramm beschleunigen?“ Die erste Stufe des Falcon 9 verwendet Motoren mit einem spezifischen Impuls von 280 Sekunden auf Meereshöhe.Ein Kaltluft-Triebwerk, das Luft nutzt? Da Luft hauptsächlich aus Stickstoff besteht, verwende ich den spezifischen Impuls für ein Stickstoff-Triebwerk:

etwa 70 Sekunden.

Das ist...nicht sehr kraftstoffeffizient. Aber ist es ausreichend? Um das herauszufinden, müssen wir sehen, wie viel Schub wir benötigen und darauf basierend, wie viel Luft die Triebwerke verbrauchen, um das Auto mit dieser Schubkraft anzutreiben.Ein anderes Wort für „Schub“ ist „Kraft“, und Kraft ist gleich Masse mal Beschleunigung. Ich gehe davon aus, dass der Roadster schneller wird eine konstante Beschleunigung, was wahrscheinlich nicht der Wahrheit entspricht, aber für meine Zwecke nahe genug liegt. Um in 1,1 Sekunden auf 60 Meilen pro Stunde zu kommen, ist die Das Auto benötigt eine Beschleunigung von über 24 Metern pro Quadratsekunde oder fast 2,5 g. Zurück zur High-School-Physik Wir wissen, dass die benötigte Kraft der Beschleunigung multipliziert mit der Masse des Autos entspricht

Das Batteriepaket darf etwa 800 kg wiegen

Ich gehe also davon aus, dass das Auto ungefähr 1.600 kg wiegen wird. Das bedeutet, dass das Auto einen Schub von fast 39.000 Newton benötigt, um dies zu erreichen diese Geschwindigkeit.Die Triebwerke sind jedoch nicht das Einzige, was das Auto antreibt. Die Räder und der Antriebsstrang können das Auto angeblich auf 60 Meilen pro Stunde bringen 2,1 Sekunden. Dazu müssen sie eine Kraft von rund 20.000 Newton aufbringen. Vorausgesetzt, dass die Triebwerke nicht dazu führen, dass die Reifen ihren Halt verlieren Damit bleiben den Triebwerken noch 19.000 Newton Kraft übrig.Stephen und ich unterscheiden uns in unseren frühen Berechnungen (wie etwa das Gewicht des Autos und die Kraft, die durch den elektrischen Antrieb erzeugt wird), aber Diese Unterschiede gleichen sich tatsächlich ungefähr aus. Seine Berechnungen führten zu einem Defizit von 19.000 Newton, während mein Defizit von 1,183 g 20.254 Newton erfordert – knapp Genug, dass sich der Rest der Mathematik kaum ändert. Werfen wir also einen Blick darauf, wie das im wirklichen Leben aussieht:

Der Schub einer Rakete entspricht ihrem spezifischen Impuls mal g mal der Geschwindigkeit, mit der der Raketentriebwerk Masse ausstößt. Um die Schubmenge zu erzeugen, die wir benötigen Bei Bedarf muss das Triebwerk jede Sekunde fast 27 Kilogramm Luft ausstoßen. Der Roadster soll dies tun

Verwenden Sie 10 Triebwerke statt nur einem

, aber das bedeutet nur, dass jedes Triebwerk jede Sekunde 2,7 Kilogramm Luft ausstößt. Die insgesamt erforderliche Luft pro Sekunde bleibt die dasselbe.(Übrigens kommt an manchen Tagen die Luft aus den Triebwerken 1.500 Meilen pro Stunde

.Wechseln Sie die Spur nicht zu dicht vor einem anderen Auto, während Sie die Triebwerke abfeuern!)Wenn Sie die Triebwerke nur dazu verwenden, innerhalb von 1,1 Sekunden eine Geschwindigkeit von 60 MPH zu erreichen, benötigen Sie 30 kg Luft . Bei normalem Luftdruck bräuchte Sie einenTank in der Größe eines Schiffscontainers. Aber Tesla verwendet in gespeicherte Druckluft ein SpaceX-Druckbehälter, bekannt als COPV Die COPVs von SpaceX halten Stickstoff bei 6.000 psi

. Bei diesem Druck können Sie die benötigte Luft in einen 55-Liter-Behälter füllen. 55 Liter entsprechen 15 Gallonen. Das ist nicht schlecht! Ein COPV in der Größe eines kleinen Warmwasserbereiters für Privathaushalte würde so viel fassen .Tesla plant, die beiden Rücksitze herauszunehmen, um Platz für den COPV() zu schaffen, der meiner Meinung nach Platz dafür schaffen würde ca. 140-150L-Tank Allerdings ist es im Bereich des plausiblen nicht dasselbe s wie praktisch zu sein. Der Druck im COPV fällt ab wie Luft geht aus dem Triebwerk, so dass Sie mehr als 55 l Luft wollen würden Tesla hat vorgeschlagen, dass sie eine elektrische Pumpe verwenden werden, um die Tanks wieder aufzufüllen:

Der Trick besteht darin, einen tragbaren elektrischen Luftkompressor zu finden, der die Tanks auf ihren Druck von 6.000 psi auffüllen kann. Schlimmer noch, je höher Je höher der Ausgangsdruck, desto langsamer füllt sich ein Tank. Diese hohen Drücke findet man in Tauchflaschen, also schaue ich mir das auch an Luftkompressoren für Tauchflaschen

HPDMC stellt eines her, das einen Arbeitsdruck von 4.500 psi hat

.Es würde zweieinhalb Stunden dauern, um unseren 55-Liter-Tank zu füllen. Außerdem verbraucht er 3.000 Watt. Das ist viel der Macht, aber du könnte es gegen eines von BEAMNOVA austauschen oder Orion.Sie verbrauchen nur 1.800 Watt. Natürlich würde es jetzt vier Stunden dauern, um den Tank wieder aufzufüllen Sie denken vielleicht an Kompressoren, wie sie in Garagen und Werkstätten zu finden sind – laut, klappernd und unpraktisch –, aber machen Sie sich keine Sorgen, der Kompressor Hier ist nicht die gleiche Situation erforderlich. Die meisten Garagenluftkompressoren füllen die Luft nur auf etwa 150 bis 200 psi, also weit darunter 6.000 diese Roadster-Besitzer werden direkt vor ihren Köpfen wegfahren.Dies ist alles theoretisch mögliche, aber realistischerweise absurde Denken, das Musk zu lieben scheint – das Versprechen, Science-Fiction in die Realität umzusetzen. Unabhängig davon, ob es tatsächlich eine gute Idee ist oder nicht. Theoretisch könnte der Roadster, falls er jemals auf den Markt kommt, 60 Meilen zurücklegen eine Stunde in weniger einer Sekunde verkürzen , aber die Kosten dafür sind so hoch, dass es sich niemals lohnen würde.

You may think of compressors like those found in garages and workshops — loud, rattly, and inconvenient — but don’t worry, the compressor needed here isn’t the same situation. Most garage air compressors only pack air down to about 150 to 200 psi, far below the 6,000 that Roadster owners will be shuttling around directly behind their heads.

This is all the kind of theoretically possible but realistically absurd thinking that Musk seems to love — promising to bring science fiction into reality, regardless of whether or not it’s actually a good idea. The Roadster may, in theory, if it ever releases, hit 60 miles an hour in under one second, but the costs of doing so are so great that it would never be worth it.

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