马斯克的“飞行汽车”,真正的门槛到底是什么?

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刚刚过去的这个周末,几乎全网都被特斯拉的“飞行汽车”刷屏了。你大概率已经看到了相关的视频。其实,与其叫“飞行汽车”,更贴切的说法应该是“火箭跑车”。

有人惊叹它的性能,有人觉得这不过是把现成的航天技术“装上汽车”。火箭的推进器、航天器的控制技术、机器人的执行机构,原本属于不同的产品。要把它们装进同一辆车,并且协调运转,远比简单拼装复杂。更重要的是,这些技术背后,是马斯克旗下不同公司之间的相互借力。

今天,我们就借这辆“火箭跑车”,看看马斯克真正的技术门槛在哪里,以及未来企业之间的竞争,为什么可能不再取决于某一项技术有多先进。

作者:李南南
来源:得到App《得到头条》
01

先别急着叫它“飞行汽车”

这辆车的定位确实是“跑车”,是特斯拉的第二代Roadster跑车,而且它的加速性能已经刷新了量产超跑的纪录。现场做了两次零到百公里加速测试。注意,这个“零百加速”是个省略表述,按照美国的测试习惯,他们实际测量的是时速0到60英里所用的时间,而60英里,大概相当于97公里。

因此很多媒体报道时,就简化成了“零百”。之所以强调这个数字,因为这类超跑的测试,有时差距就是那么零点几秒,有一点误差都不行。

在第一次测试里,这辆车用了1秒,第二次同样的加速,只用了0.8秒。作为参考,目前全球最快的量产超跑,布加迪Chiron是2.4秒,保时捷 918是2.1秒。而0.8秒完成时速0到97公里的加速,几乎可以说是地表最快的跑车之一。

严格来说,这辆车展示的并不是类似飞机的“飞行”能力,而是类似“火箭”的喷射能力。发布会的场所,也选在了美国得州SpaceX的火箭测试基地。

发布会现场搭建了一个巨大的,横过来的U型坡道。网上传播的现场视频里,这辆车一共爬坡两次。第一次,是爬到了坡道的顶部,然后停住,就像一只壁虎吸附在天花板上一样。第二次,这辆车直接冲出了U型坡道,从空中飞出,然后车身喷出气流,并依靠气流的推力缓缓落地。

根据目前公布的信息,这辆车有三个版本。基础版有两个座位,零到百公里加速1.6秒以内,订金5万美元。中间版同样两座,但加了后部冷气推进器,加速时间提高到了0.9秒以内,限量发售,每人限购一台,订金25万美元。

最高版,也叫“火箭版”,只有一个座位,连副驾驶位都拆掉了,换成了更多的推进器。它可以向上飞、向前飞、空中翻滚。这个版本不公开发售,只开放邀请购买。而这回发布会上演示的,就是这个“火箭版”。

发布会上的基本情况就是这些。相关的视频出现在网上之后,引发了大量的讨论。有人认为这个技术很厉害,其他车企完全望尘莫及,也有人说相关的技术并不新鲜,马斯克只是做了整合。还有人说,这辆车实用性并不强,发布的目的,只是为了拉高股价。

今天,我们就聊聊,围绕这场发布会,很多人关心的几个问题。

02

“Roadster火箭版”,用了哪些关键技术?

首先,发布会上演示的“Roadster火箭版”,用了哪些关键技术?

车上最关键的部件,是车后部的四个喷嘴。它们看上去像普通超跑的排气管,但排出的不是尾气,而是高压气流。这套推进系统来自SpaceX,叫做“冷气推进器”。它在航天领域是成熟的核心技术。SpaceX的火箭在太空中调整姿态并精确着陆,用的就是这种推进器。

而驱动这些推进器的,是一个巨大的黑色球形气罐,这个气罐叫COPV——复合材料缠绕压力容器,外面包了一层碳纤维,里面装的是高压氮气,压力高达10000psi。

什么概念?普通轮胎的气压大约是35psi,这个气罐的压力是轮胎的近300倍。就是这股高压气体以超音速喷出,产生了超过80千牛的推力,把一辆将近两吨的车推上了天。

注意一个细节:这辆车不烧火箭燃料。它靠的是压缩空气,而且车上装了一台电动压缩机,也就是一个电动的气泵。它的作用就是:把外面的普通空气抽进来、压缩,再灌回气罐。说白了,这辆车理论上可以自己充气。

但是,因为这个“充气”的过程消耗的电量很大,不可能一边高速行驶一边充气,因此它就不可能一直飞。

连接气罐和喷嘴的管道也有讲究。管道用的是钛合金,分流器用的是一种能承受极端温度和压力的镍铬合金,是航天发动机里常用的材料。而且这些管道必须严格等长,哪怕左右两侧的管道长度有哪怕毫米级的差异,气体到达喷嘴的时间就会不同步,车在加速时就会偏航。

这就是为什么COPV和冷气推进器虽然是“成熟技术”,但要把它们装进一辆必须在地面高速行驶的汽车里,工程难度完全是另一个量级。在火箭上,推进器的安装空间充裕,管道可以怎么方便怎么走。但在一辆跑车里,每一寸空间都是抢来的,管道的走向、长度、弯折角度都要精确到毫米,同时还得承受路面颠簸带来的振动,而这在火箭上根本不需要考虑。

在推进系统之外,这辆车还有一套底部风扇系统。它能在车身底部产生强大的吸力,把车牢牢压在地面上。这就是它为什么能倒挂在坡道上不掉下来。

除此之外,这辆车的很多技术,都来自特斯拉原本的汽车技术。比如电池,用的是特斯拉自研的4680圆柱电芯,化学配方和冷却系统做了专门改进。再比如驱动电机,也脱胎于特斯拉之前的电机平台。

03

这些技术的难度到底有多高?

一辆车“能飞”并不是技术上最难的部分,最难的部分在于,你要让它既能跑,也能飞。这意味着,它要同时满足两套不同的物理约束。首先,在地面上要重、要稳、要贴地。其次,在空中要轻、要灵活、要可控。

这两套需求天然矛盾。做飞行器的工程师希望机身越轻越好,但做汽车的工程师希望车身有足够的重量,因为在地面高速行驶时,重量意味着稳定。

那Roadster怎么解决这个矛盾?它创造了一个“可变重量”,也就是那套底部风扇系统。在地面上,风扇把车往下压,制造接近两吨的额外下压力。到了需要飞行的时候,风扇关闭,推进器接管。同一辆车,两种物理状态,靠系统级的切换来实现。

这个技术水准,别的公司能够实现吗?至少目前看,难度不低。因为在某种程度上,这辆车不是某一项单点技术的突破,而是马斯克旗下几家公司之间,形成了一张技术可以互相流通的网络。

比如,之前提到的推进器和复合材料缠绕压力容器,来自SpaceX。SpaceX今年还专门收购了复合材料缠绕压力容器的制造商,把核心零部件的生产直接放到公司内部。

再比如,车上有个装置叫气阀执行器电机。它是从特斯拉Optimus机器人的脚踝关节上,直接挪用过来的。

再比如,车身的碳纤维复合材料工艺,SpaceX火箭也在用。还有姿态控制的软件算法,SpaceX猎鹰火箭着陆时需要它,Roadster在空中翻滚时也需要这个技术。

你发现了吗?这辆车的很多关键零部件,都是从马斯克的另一家公司“借”过来,然后在一个新产品上重新组合。

这才是真正的门槛。你去问任何一家传统车企:能不能造一辆会飞的汽车?答案大概率是:“技术上也许可以,但我们需要额外买火箭推进器,买航天级压力容器。”

04

“技术供体”,同时也是“技术受体”

不光是飞行汽车,你去看特斯拉的整个产品线,自动驾驶系统FSD和Optimus机器人用的是同一套神经网络架构、同一种芯片、同一套训练流程。这些产品之间不是完全平行,而是有着互相喂养的关系。

之前曾经有分析师推测,特斯拉和SpaceX可能在2026年底前合并。如果真的合并,这张技术网络的融合可能会更加顺畅,彼此之间的助推还会被进一步加强。

换句话说,在今天,一家公司最核心的竞争力,可以是某一项技术做到世界第一,也可以是技术之间能互相“喂养”。每一个产品都是其他产品的“技术供体”,同时也是“技术受体”。

从这个角度看,飞行汽车能不能普及?至少短期内,很难。空域管理、法律法规、安全标准,社会系统层面的配套都远远没有准备好。马斯克自己也说了,“不确定在所有地方都合法”。

但这件事真正值得关注的,也许不仅仅在于“我们什么时候能开飞行汽车上班”,也在于它展示了一类产品研发的逻辑。当一家公司的技术之间开始互相传染、互相喂养的时候,它的产品边界就会模糊,每一个新产品都可能站在所有旧产品的肩膀上。

马斯克有个观点,说的是工程学和科学的不同,他认为,关键区别之一在于,科学是在发现宇宙中已经存在的东西,而工程学,是在创造世界上从来没有过的东西。

你仔细想想,这两个目标,其实很不一样。比如,科学家发现,气体向一个方向高速喷射,会产生反方向的推力。这是科学家的发现。但是,把这条规律变成火箭,变成航天器的姿态控制系统,再进一步,把它变成一辆跑车的推进装置,这就属于工程的创造。

这里面不一定产出了什么新的科学定律,但确实做出了一个过去没有的东西。注意,关键在于,你得造出一个“东西”。就像马斯克自己说的,与其争论一个看似荒诞的目标能否实现,不如去分析它要满足哪些条件,然后再尝试做出来。

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