图片由AI生成
在位于美国得克萨斯州麦格雷戈的SpaceX火箭测试场,特斯拉于10月15日对外展示了第二代Roadster跑车。这款经历将近九年延期的超级跑车,此番首次亮相时便奉献了一场惊人的表演——它真的飞起来了。
演示中,白色Roadster沿巨型弧形轨道向上攀升。随着坡度不断增陡,车身逐步趋于竖直,最终成功倒悬在轨道最高处。脱离轨道束缚之后,它在空中完成了翻转,借由推进器的推力缓缓降落,四轮稳稳着陆。
更为大胆的演示随之展开。Roadster在行驶状态中突然腾起,飞跃过一队整齐排列的车型——包括Model 3、Model Y、Cybertruck、Cybercab和Semi卡车。空中翻腾的动作,如同滑板运动员的Kickflip。
数年前许诺的梦想,如今终于变作现实——特斯拉汽车真的能飞了。
第二代Roadster初现于2017年,当时马斯克承诺2020年即可交付。其后这款跑车屡次跳票,直至2026年才重新问世。
此次亮相最吸睛的是Rocket版本。其采单人座设计,周身配装了与SpaceX联手开发的冷气推进系统,可向多方向产生推力——前、上、横向皆可。据特斯拉宣传,从零加速至60英里/小时(约96.6公里/小时)仅需0.59秒。
那么疑问随之而生:汽车何以腾空而起?它能在天际停留多久?为何要将航天技术搬入汽车?
01 车上安装的「火箭」系统
Roadster升空的道理其实并不复杂。想象一个鼓满气的气球,当我们松开口子时,内部气流疾速喷出,气球便向反方向飞去。
Roadster采用的冷气推进器(Cold Gas Thruster)正是利用此原理。
车上安置了用来储存高压气体的特殊容器。当阀门开启,气体经过管道和喷嘴高速喷射,便会给车体施加反向推力。喷嘴指向车后,汽车向前加速;喷嘴指向下方,汽车则获得向上的动力。
与传统火箭发动机不同,冷气推进器无需燃烧燃料,能量提前储存于高压气体之中。
该体系与航天器的反作用控制系统(RCS)存在相似之处。
航天器在太空调整方向时,可通过不同位置的喷嘴喷气,使自身产生旋转。SpaceX的Falcon 9可回收火箭在一级分离后返回过程中,也借助冷气推进器帮助箭体完成翻转。

图:2017年,Falcon 9一级火箭回收时,箭体冷气姿态控制喷嘴喷出气体。
不过火箭接近地面时的制动着陆,主要还是依靠主发动机。冷气推进器职责在于姿态调整,两者功能迥异。
马斯克的设想就是把这套航天技术植入汽车。
据《MotorTrend》报道,Thrust版本在两个座椅后方装了一个庞大的黑色球形储气罐。采用复合材料缠绕压力容器(COPV)工艺,外层用碳纤维等高强度材料,既控制重量又承受极高的内压。
储气罐通过管线连接车尾的四个推进喷嘴。特斯拉车辆工程副总裁Lars Moravy解释,为防止各喷嘴喷气速度不一致,管道长度必须完全统一,否则加速时车会产生意外偏转。
至于能飞起来的Rocket版本,外媒根据现场观察推测,除后部推进器外,还增加了至少六个喷嘴,其中四个朝下,另两个负责横向姿态控制。

图:Roadster车尾的冷气推进喷嘴,利用高压气体产生额外推力
这解释了为什么Roadster能在空中做出翻转和旋转。
演示中有个细节值得注意:车能倒悬轨道之上,主要依靠车底风扇产生的负压吸附,让轮胎紧贴轨道。真正离脱轨道后,冷气推进器才接管空中姿态管理和推进工作。

此原理在航天领域虽已成熟,但特斯拉的挑战在于,要把高压储气、喷嘴、控制系统等集成到一辆能正常行驶的汽车上,并让它们在极短时间内协调工作。
02 为何飞不了太久
既然Roadster已能起飞,为什么不能一直飞呢?
简单答案是——车上携带的气体储量有限。
航天器姿态调整只需一次短促喷气改变旋转。喷嘴停工后,航天器仍靠惯性继续运动。
但汽车要在地表悬停,必须持续向下喷气,用推力抵消重力。车越重,维持悬停消耗的气体就越多。
简易估算:假设车重2吨,悬停需要约2万牛的向上推力。若气体有效喷速为每秒600米,理想状态下每秒要喷出约33公斤气体。
虽然这仅是示意性计算而非实测数据,但足以说明问题——即便储存数百公斤高压气体,也难以支撑长时间悬停。
商业航天领域资深分析师向腾讯科技表示,冷气推进在航天领域已很成熟,但推进器能工作多久,直接受储气量限制。
火箭研发试验中,为确保首次任务成功,工程师常会预留额外安全余量。「最终也许只需6瓶,但发射时备12瓶。」他举例说明试验阶段为何可能携带更多气体。
按其观点,特斯拉Roadster的飞行演示也许采用类似思路,为保证演示成功,搭载了更多高压气体。不过这只是基于航天经验的推测,特斯拉尚未公开演示车的真实储气配置。
有趣的是,《MotorTrend》在现场也得到相似信息:完成悬停、旋转和飞行演示的车,可能安装了额外储气罐,使可用气体总量达到另一版本的三倍。然而此信息还未获得特斯拉官方技术资料确认。
增加储气量虽能延长推进器工作时间,但也会产生新问题。
高压储气罐本身有重量且占车内空间。想飞得更久就得携带更多气体;新增气体和储气设备会加重整车,进而需要更强起飞推力。而且每次喷气都会耗气,用完后必须补充。
马斯克在发布会表示Roadster能自行压缩空气给储气罐补气。但压缩机功率、充满时间、连用几次后是否需停下补气等细节,迄今都无公开测试数据。
特斯拉也没有公布Rocket版的完整飞行时间、实际悬停能力及不同载荷下的测试数据。
因此现有演示只能证明Roadster能短暂离地、空中旋转和控制落地,但不能说它能像传统飞行器一样持续飞行。
从展示动作和冷气推进系特点看,它更适合完成持续数秒的短时飞行。若真要把它变成可反复起飞的汽车,储气量、整车重量和补气效率都是必须解决的难题。
03 飞行只是意外收获
Roadster为何要装这么复杂的推进系统?
2018年6月,马斯克首次详细介绍Roadster的SpaceX选装套件。他计划在车身周围布置约10个小型推进器,大幅提升加速、最高速、制动和过弯性能。
他还补充说,这些推进器也许能让特斯拉飞起来。
最初设想中,飞行只是该系统可能实现的众多功能之一,马斯克的真正目标是突破传统汽车的性能极限。
无论燃油车还是电动车,加速、制动和转向都要依靠轮胎与地面的摩擦。
当电动机动力足够强大时,轮胎抓地力就成了继续提升加速的瓶颈。
冷气推进器提供了另一条路。车尾喷嘴向后喷气,直接给汽车增加前向推力。这股力量无需通过轮胎传递,因此能突破传统汽车的抓地力限制。
同样原理也可用于辅助制动和调整方向。
不过喷气推进系统会增加重量,对车的稳定性要求更高,装上推进器也不一定能跑出更好成绩。
本次亮相的三个版本体现了特斯拉对该技术的不同用法。
Performance保留传统跑车的基本形态,靠电驱系统、主动气动设计和负压吸附装置增强性能。
Thrust增加了后部冷气推进器,进一步追求极限加速。特斯拉声称它能在0.9秒内从0冲到60英里/小时。
Rocket将推进系统扩展到车周围,赋予汽车向上、横向移动及空中姿态控制能力。采单座设计,仅面向受邀用户,也未获准在公共道路使用。
从2018年的想法,到2026年的演示,马斯克把原本用于提升汽车性能的技术,开发成了一套让汽车短暂飞行的系统。
04 眩目表演背后的商业困局
特斯拉已宣布第二代Roadster计划于2028年投产。但Rocket版最终能否按演示状态交付,仍有很多疑问。
首先是安全。
冷气推进不需燃烧燃料,但储气罐内部承受极高压力。碰撞时储气系统如何保证安全?喷嘴误触发或失常会否导致车突然失控?
若汽车真的离地,驾驶者还要面对传统车没有的空中姿态管理和着陆难题。
马斯克在发布会上也坦言,这不一定是为安全优化的汽车。他更强调Roadster能带来的驾驶乐趣。
Roadster本来就可能不是追求大规模销售的产品。
2008年,首代Roadster正式上市。它是特斯拉的第一款量产车,证明了电动汽车也能有跑车性能。

图:2008年款特斯拉Roadster
到2017年二代Roadster亮相时,马斯克又想刷新电动车性能纪录。
2026年的今天,电动汽车已司空见惯,众多厂商都推出了高性能电动跑车。特斯拉自己也把更多资源投向自动驾驶、Robotaxi和人形机器人。
Roadster在此阶段重放光彩,其角色已然改变。晨星分析师Seth Goldstein认为,Roadster成了特斯拉的新旗舰技术展示车,用来体现公司工程能力。
特斯拉投资机构Deepwater Asset Management合伙人Gene Munster评价说,「这是场令人印象深刻的工程实力展示,但商业价值有限」。
马斯克本人之前也有意淡化Roadster的财务贡献,认为它对特斯拉整体业务影响不大。这也许解释了,为何特斯拉愿花多年为一款销量可能有限的跑车研发如此复杂的系统。
马斯克或许也不太在乎过于合理的理由。
Roadster空中翻转落地后,马斯克引用了彼得·蒂尔(Peter Thiel)的一句话:
「未来曾向我们许诺飞行汽车,但我们得到的却是140个字符。」原文是:The future promised us flying cars, but instead we got 140 characters.
这里的140个字符指的是早期Twitter的字数限制。这话原本在批评科技创新过度集中于互联网应用,而真正改变物理世界的突破却显得不足。
马斯克随后又补充一句:
「Well, not anymore.」(不过,现在不一样了。)