Tesla Roadster có gì đặc biệt ngoài khả năng bay lộn?

Bên cạnh khả năng bay bằng bộ đẩy khí lạnh, Tesla Roadster thế hệ mới còn được hãng tích hợp hàng loạt công nghệ nhằm tối ưu hiệu suất vận hành. Từ hệ thống quạt tạo lực ép chủ động, khí động học có thể thay đổi theo tốc độ đến đánh lái điện tử và vật liệu nhẹ, các giải pháp này giúp Roadster hướng tới khả năng tăng tốc, vào cua và kiểm soát thân xe ở mức cao.

Hệ thống quạt tạo lực ép xuống mặt đường

Một trong những công nghệ đáng chú ý trên Roadster là hệ thống quạt hút không khí bên dưới gầm xe, kết hợp với các tấm chắn để tạo thành một khoang tương đối kín. Khi hoạt động, quạt liên tục hút không khí ra khỏi khoảng không dưới gầm, làm giảm áp suất tại khu vực này. Áp suất không khí phía trên xe khi đó lớn hơn, tạo lực ép thân xe xuống mặt đường. Tesla cho biết lực ép đủ lớn để giữ xe ở trạng thái lộn ngược.

Hệ thống có thể hoạt động theo hai cách tùy tốc độ. Ở tốc độ thấp, quạt chủ động hút không khí khỏi gầm để tạo lực ép, trong khi ở tốc độ cao, các cửa hút phía trước và phía sau được mở để tận dụng luồng không khí chạy dưới xe, kết hợp với các chi tiết khí động học nhằm tạo thêm lực ép. Bốn quạt phía sau sử dụng môtơ công suất 20 kW và có thể điều chỉnh tốc độ để thay đổi mức lực ép.

Cách tạo lực ép này khác với lực ép khí động học (downforce) thông thường. Ở các xe thể thao, cánh gió và những chi tiết dưới gầm được thiết kế để điều hướng luồng không khí khi xe chạy, tạo chênh lệch áp suất và ép xe xuống mặt đường. Vì vậy, lực ép kiểu này phụ thuộc nhiều vào tốc độ, xe chạy càng nhanh thì hiệu quả thường càng lớn. Với hệ thống quạt của Roadster, lực ép có thể được tạo ra ngay cả khi xe chạy chậm hoặc gần như đứng yên.

Nhờ tạo thêm lực ép, hệ thống giúp tăng tải trọng tác dụng lên lốp mà không cần tăng khối lượng thực của xe. Lốp được ép chặt hơn xuống mặt đường sẽ có độ bám tốt hơn, qua đó hỗ trợ xe tăng tốc, phanh và vào cua.

Cánh gió khí động học được giấu vào thân xe

Roadster không sử dụng cánh gió lớn nhô hẳn ra phía sau như nhiều mẫu siêu xe. Thay vào đó, Tesla tích hợp các chi tiết tạo lực ép vào thân xe, giữ thiết kế tổng thể gọn và ít bộ phận nhô ra ngoài.

Một số bộ phận có thể tự thay đổi vị trí hoặc góc nghiêng tùy tốc độ và chế độ vận hành. Khi xe cần tăng độ bám, các chi tiết này thay đổi để điều hướng luồng không khí và tạo thêm lực ép xuống mặt đường. Lực ép lớn giúp lốp bám đường tốt hơn, đặc biệt khi phanh hoặc vào cua ở tốc độ cao.

Ngược lại, khi xe cần tăng tốc hoặc đạt tốc độ tối đa, hệ thống có thể thu gọn hoặc điều chỉnh về vị trí tạo ít lực cản hơn. Lực cản không khí là phần năng lượng xe phải tiêu tốn để đẩy không khí ra khỏi đường đi, vì vậy giảm lực cản giúp xe tăng tốc và duy trì tốc độ hiệu quả hơn. Cách thiết kế này giúp Roadster không phải đánh đổi giữa khả năng bám đường và tốc độ, khi xe có thể thay đổi đặc tính khí động học tùy tình huống, thay vì sử dụng một cấu hình cố định.

Hệ thống đánh lái điện tử

Roadster sử dụng hệ thống đánh lái điện tử (steer-by-wire), trong đó vô-lăng không còn nối trực tiếp với bánh trước bằng cơ cấu cơ khí như trên phần lớn ôtô hiện nay. Khi người lái xoay vô-lăng, cảm biến ghi nhận thao tác và gửi tín hiệu điện đến bộ điều khiển, sau đó môtơ điều chỉnh hướng bánh xe.

Cách này cho phép hệ thống tự thay đổi mức độ nhạy của vô-lăng theo tốc độ. Khi đỗ hoặc chạy chậm, bánh xe có thể đổi hướng nhiều dù người lái chỉ xoay vô-lăng một góc nhỏ. Ở tốc độ cao, hệ thống giảm độ nhạy để xe ổn định hơn.

Hệ thống cũng có thể dùng môtơ để tạo lực phản hồi lên vô-lăng, thay cho cảm giác truyền từ bánh xe qua hệ thống cơ khí. Nhà sản xuất có thể điều chỉnh mức độ nặng, nhẹ và phản hồi của vô-lăng bằng phần mềm. Cách thiết kế hệ thống đánh lái này cũng giúp Tesla linh hoạt hơn khi thiết kế khoang lái do không cần trục cơ khí nối trực tiếp từ vô-lăng tới bánh trước. Hãng Lexus trong năm qua cũng đã áp dụng công nghệ này cho các mẫu xe điện.

Thân xe làm bằng những vật liệu siêu nhẹ

Để đạt hiệu suất cao, Tesla sử dụng nhiều vật liệu nhẹ nhằm giảm khối lượng Roadster. Hãng cho biết xe kết hợp magnesium (magiê), titanium và sợi carbon, những vật liệu có tỷ lệ giữa độ bền và trọng lượng cao.

Trong đó, magiê nhẹ hơn nhiều so với thép và nhôm, phù hợp với những chi tiết cần giảm trọng lượng. Titanium có độ bền cao nhưng vẫn tương đối nhẹ, thường được sử dụng ở những bộ phận chịu lực hoặc cần khả năng chống chịu tốt. Sợi carbon có trọng lượng thấp nhưng độ cứng cao, thường xuất hiện ở thân xe và các bộ phận cần hạn chế biến dạng.

Tesla cũng giảm bớt những cơ cấu không cần thiết. Chẳng hạn, ghế được cố định vị trí thay vì sử dụng cơ cấu chỉnh điện, giúp giảm cả trọng lượng của ghế và các môtơ, cơ cấu đi kèm. Việc giảm khối lượng đặc biệt quan trọng với Roadster vì xe còn mang thêm hệ thống quạt hút gầm, các bộ phận khí động học và bộ đẩy.

Bộ đẩy khí lạnh không chỉ để bay

Roadster được trang bị bộ đẩy khí lạnh, hệ thống phóng khí nén ra ngoài để tạo lực đẩy theo hướng ngược lại. Công nghệ này được Tesla phát triển cùng SpaceX và không chỉ dùng cho phiên bản có khả năng bay.

Ở bản Thrust, các bộ đẩy được bố trí phía sau xe, có thể tạo thêm lực đẩy theo hướng tiến để hỗ trợ môtơ điện khi tăng tốc. Tesla cho biết cấu hình này giúp Roadster tăng tốc 0-97 km/h trong chưa đầy một giây.

Ở bản Rocket, các bộ đẩy được bố trí quanh xe thay vì chỉ phía sau. Khi được điều khiển đồng thời, chúng có thể tạo lực theo nhiều hướng, giúp xe nâng khỏi mặt đất, điều chỉnh tư thế hoặc xoay trong không trung. Đây là cơ sở để Tesla thực hiện màn trình diễn Roadster bay và xoay giữa không trung.

Khác với động cơ phản lực, bộ đẩy khí lạnh không đốt nhiên liệu để tạo khí nóng. Hệ thống sử dụng khí được nén ở áp suất cao, sau đó phóng nhanh ra ngoài qua vòi phun để tạo lực đẩy. Cấu tạo này đơn giản hơn động cơ tên lửa truyền thống, nhưng tạo lực đẩy thấp hơn, phù hợp với những cú tăng tốc ngắn hoặc điều chỉnh vị trí của xe.

Hải Đăng