Tesla khiến Roadster 2 'bay' như thế nào? Hé lộ bí mật động cơ phản lực và quạt hút

Sau chín năm chờ đợi kể từ lần đầu công bố, Tesla cuối cùng đã trình diễn mẫu Roadster 2 tại cơ sở phát triển và thử nghiệm tên lửa của SpaceX ở McGregor, Texas. Màn trình diễn khiến giới công nghệ lẫn người hâm mộ xe điện dậy sóng khi chiếc xe hai chỗ tự "bay" qua toàn bộ dàn sản phẩm của hãng, đạt 0-60 dặm/giờ trong chưa đầy một giây, rồi lao ngược lên một đoạn dốc cao, lộn nhào giữa không trung và tiếp đất nhẹ nhàng nhờ các động cơ đẩy gắn trên xe.

Roadster 2 của Tesla trong màn trình diễn tại Texas

Đây là màn trình diễn đỉnh cao cho các clip mạng xã hội, dù cổ phiếu Tesla lại giảm sau sự kiện. Vậy bằng cách nào Tesla biến nguyên mẫu EV này thành cỗ máy làm được những trò như vậy?

Hệ thống động lực và pin

Roadster 2 sẽ chỉ dùng hệ dẫn động cầu sau, khác biệt hoàn toàn so với truyền thống xe điện dẫn động bốn bánh của Tesla. Hai động cơ cung cấp công suất hơn 1 megawatt (1.341 mã lực) và mô-men xoắn trên 1.400 Nm — mạnh hơn cả phiên bản Plaid ba động cơ. Tuy nhiên, toàn bộ sức mạnh đó chỉ truyền qua hai bánh sau.

Theo trưởng bộ phận kỹ thuật xe Tesla, Lars Moravy, xe sẽ nhẹ, chỉ dưới 1.700 kg, không nặng hơn nhiều so với Roadster đời đầu (1.300 kg) dù kích thước lớn hơn. Tesla tuyên bố phạm vi hoạt động trên 300 dặm, và hy vọng bù đắp con số khá khiêm tốn này bằng pin sạc nhanh nhất hãng từng sản xuất, có thể nạp từ 15% lên 80% trong 10 phút.

Quạt hút — Bí quyết bám đường

Năm 2013, Elon Musk mua chiếc Lotus Esprit S1 nguyên bản trong phim James Bond The Spy Who Loved Me với giá gần 1 triệu USD. Chiếc tàu ngầm Bond này có bốn chân vịt phía sau, và Tesla đã bắt chước ý tưởng đó bằng bốn quạt 20 kilowatt trên Roadster 2.

Moravy cho biết các quạt này phá vỡ định luật vật lý về lốp xe, tăng cường độ bám đường đáng kể nhờ hệ thống Tesla gọi là "sucker system" (hệ thống hút). Bốn tấm chắn độc lập có thể thay thế hạ xuống hai bên xe, giúp Roadster 2 dính chặt vào mặt đường ở tốc độ thấp — khi cánh khí động học chưa tạo đủ lực ép xuống. Moravy khẳng định hệ thống này có thể tạo hơn 2G khi vào cua, ngay cả dưới 50 dặm/giờ.

Công nghệ tương tự cũng xuất hiện trên McMurtry Spéirling Pure, sử dụng hai quạt điện tốc độ cao quay tới 23.000 vòng/phút để hút không khí dưới gầm, tạo lực ép xuống tới 2.000 kg. Nhờ lực hút cực mạnh này, Roadster 2 có thể chạy lên dốc đứng tại Texas và bám chặt mặt đường ngay cả khi lộn ngược.

Động cơ đẩy khí lạnh — Hợp tác cùng SpaceX

Vậy làm sao Roadster 2 lơ lửng, tự cân bằng và giảm tốc độ rơi? Đó là nhờ "SpaceX system" — hệ thống hợp tác với công ty hàng không vũ trụ của Musk.

Ban đầu Roadster được thiết kế với cabin 2+2, nhưng giờ chỉ còn hai chỗ vì phía sau ghế ngồi là bình áp lực COPV 200 lít chứa áp suất tới 10.000 PSI, cung cấp cho các động cơ đẩy khí lạnh (cold gas thrusters). Công nghệ này dùng khí nitơ nén giãn nở để tạo lực đẩy — vốn chủ yếu dùng để ổn định tàu vũ trụ. Động cơ đẩy khí lạnh là dạng đơn giản nhất của động cơ tên lửa.

Sự kết hợp giữa hệ thống hút và động cơ đẩy giúp xe đạt 0-60 dặm/giờ chưa đầy một giây. Ở chế độ phóng này, các động cơ đẩy phía sau tạo hơn 80 kilonewton lực đẩy — ngang ngửa với máy bay phản lực Dassault Falcon 10X. Trong quá trình tăng tốc kinh hoàng đó, người lái sẽ chịu tới 5G.

Phiên bản Performance của Roadster 2 sẽ có hệ thống hút nhưng không có động cơ đẩy, tăng tốc 0-60 trong 1,6 giây và tốc độ tối đa 210 dặm/giờ. Phiên bản Thrust có đầy đủ gói và tốc độ tối đa 230 dặm/giờ.

Moravy cho biết "flight system" (hệ thống bay) cần thêm bình COPV khí lạnh 400 lít, chiếm chỗ ghế hành khách, biến xe thành một chỗ ngồi và nâng tổng nhiên liệu đẩy lên 600 lít. Hệ thống này cũng cần thêm sáu động cơ đẩy: một ở mỗi góc, cộng hai ở phía trước để điều hướng.

Giới hạn của công nghệ trên Trái Đất

Khác với trong không gian, nơi động cơ đẩy khí lạnh duy trì lực đẩy ổn định đến giọt nhiên liệu cuối cùng, trên Trái Đất hệ thống bay sẽ mất dần lực đẩy khi khí nén cạn kiệt. Moravy ví von như thổi bong bóng rồi xả hơi: "Khi tôi mở đầu quả bong bóng, khí thoát ra hết, và đến một lúc nào đó nó bắt đầu yếu dần. Điều tương tự sẽ xảy ra ở đây."

Việc nạp lại 600 lít khí nitơ mất sáu đến bảy giờ, nhưng Tesla được cho là đang phát triển hệ thống rút ngắn xuống còn 30 phút.

Các nguyên mẫu Roadster 2 hiện tại đang được dùng để phát triển tiếp, và sản xuất hàng loạt sẽ không bắt đầu trước năm 2028. Hãy nhớ rằng Musk từng nói Roadster sẽ giao hàng từ năm 2020 — nên cần hết sức thận trọng với thông tin này. Chưa kể phản ứng của Cục Hàng không Liên bang Mỹ (FAA) đối với chiếc xe "biết bay" này vẫn còn bỏ ngỏ.

Dù vậy, với những tín đồ Tesla, trang đặt trước đã mở: phí đặt cọc 5.000 USD cho phiên bản Performance, đóng thêm 45.000 USD trong 10 ngày. Bản Thrust cũng cần 5.000 USD ban đầu, nhưng số tiền thanh toán trong 10 ngày lên tới 245.000 USD.

Liệu đây có phải bước đột phá thực sự của xe điện, hay chỉ là màn trình diễn mãn nhãn để khuấy động truyền thông? Câu trả lời sẽ có vào năm 2028 — nếu Tesla giữ đúng lời hứa lần này.