編者按：本文首發(fā)于微信公眾號(hào)：汽車之心（微信 ID：Auto-Bit）

作者 / 葉方

編輯 / 王德芙

出品 / 汽車之心（微信 ID：Auto-Bit）

幾天前，一段添加了特效的新款 Roadsteds/a> 加速視頻在國外的社交網(wǎng)站火了起來。

圖片來自 ??s?odo? ???lS

安裝了 SpaceX 低溫氣體助推器的特斯拉新超跑，居然將本就相當(dāng)恐怖的 0-60 英里/小時(shí)（即百公里加速）成績從 1.9 秒刷到了極度驚人的 1.1 秒！

坐在百公里加速 1.1 秒的車上，你的感受可能是這樣的：

這個(gè)成績，也讓不少網(wǎng)友高潮了。

憑借 SpaceX 的推進(jìn)器，新款 Roadster 毫無疑問能拿到全球加速最快量產(chǎn)車的頭銜。

即使沒有這個(gè)變態(tài)的升級(jí)包，1.9 秒的加速成績也能讓它躋身世界最快跑車的行列。

好奇的你，可能還想知道：特斯拉是如何實(shí)現(xiàn)百公里加速 1.1 秒的？

圖片來源: Engineering Explained | YouTube

最近，油管博主Engineering Explained利用牛頓力學(xué)的基本原理揭開了這背后的秘密。

事先聲明，本文的結(jié)論并非臆想，而是基于 Elon Musk 不時(shí)在推特上透露的各種信息綜合而來。

1、重量比 Model S 還輕？

眾所周知，加速與車重、輪胎、動(dòng)力等息息相關(guān)，那我們先來弄清楚新款 Roadster 到底多重。

需要注意的是，Roadster 肯定不會(huì)像傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)超跑那樣減重到 1 噸左右，畢竟這款車帶著大電池。

要計(jì)算出 Roadster 的車重，我們得依靠已知的幾個(gè)數(shù)據(jù)，比如基礎(chǔ)版 0-60 英里/小時(shí) 1.9 秒的加速能力以及 10000 N·M 的輪上扭矩。

在這里，我們要用到一個(gè)物理學(xué)公式：F = m x a。

其中，F代表力，m代表車重，a代表加速度。

先來算算加速度：

60 mph=26.8 米/秒，鑒于其 0-60 加速只需 1.9 秒，因此 26.8=a x（1.9），由此推導(dǎo)出 a=14.1 m/s2，換算成 G 值則為 1.44。

知道了加速度 a，我們下一步要計(jì)算出 F。

在這里，我們要用上另外一個(gè)物理學(xué)公式，即 T = F x r。

其中，T  為輪上扭矩，F 為輪上牽引力，r 為輪胎半徑。

從曝光的原型車圖片來看，Roadster 前輪規(guī)格為 265/35 R20，而后輪則是 325/30 R21。

通過計(jì)算可得出其輪胎平均直徑為 710 毫米（28 英寸），所以這里的 r 為 355 毫米。

將數(shù)據(jù)套入公式，即 10000 N·M=F（0.355），最終得出 F=28170 N。

接下來，我們就能算出車重了，帶入上面所得數(shù)據(jù)可得 28170 N=m（14.1 m/s2），因此 m車重約為 2000 公斤。

不過，想想搭載 100 kw 電池的 Model S，這個(gè)車重好像又有點(diǎn)不對(duì)。

因?yàn)樾阅馨娴?Model S 續(xù)航只有 350 英里（車重 2240 公斤），而 Roadster 官方則宣稱有 650 英里續(xù)航。

至于 Musk 到底用了什么黑科技，可能要等量產(chǎn)上市后的拆解了。

2、SpaceX 推進(jìn)器有多狂？

SpaceX 推進(jìn)器的安裝位置

說完了車重，我們開始進(jìn)入正題，講講 SpaceX 推進(jìn)器。

作為一臺(tái)超跑，Roadster 自然舍棄了兩個(gè)后座，而騰出的空間則留給了高壓氣罐，里面的氣體壓力高達(dá) 10000 psi，車輛周圍則設(shè)置了 10 個(gè)助推器。

那么，這套推進(jìn)器的工作原理是什么呢？

原來，車?yán)镌O(shè)置了一塊專用電池來驅(qū)動(dòng)泵，而泵則負(fù)責(zé)控制高壓氣罐，需要的時(shí)候就能通過助推器噴出高壓氣體，助推車輛提速。

現(xiàn)在問題來了，選裝包的助推器能為車輛加速提供多大力？

要解釋這個(gè)問題，我們需要用到另一個(gè)公式——F=G x ISP x m。

其中，F(xiàn) 代表火箭推力，G 是重力值，ISP 為比沖，而 m 則是質(zhì)量流率。

鑒于公式里有 4 個(gè)變量，因此找到其中 3 個(gè)就能解開謎題。

但可惜的是，我們只知道重力值（9.81）。

從技術(shù)角度來講，ISP 值主要基于設(shè)計(jì)和燃料。

一般來說，宇宙飛船的比沖可達(dá) 350s（用了化學(xué)燃料），而低溫氣體助推器最大則為 70s 左右（氮?dú)庾畲鬄?73s）。

所以，這里的 ISP 我們暫時(shí)用 70s 來代替。

現(xiàn)在，想算出 F 值就差 m 一個(gè)變量了。

Musk 曾發(fā)推文表示，SpaceX 推進(jìn)器開啟的時(shí)候，能讓 Roadster 保持懸浮狀態(tài)。

所以，其推力至少等于車重乘以重力值，即 2000 公斤乘以 9.81 m/s2，也就是 20000 N。

當(dāng)然，要想算上駕駛員和行李等，推力就得更大一些。假設(shè)為 21000 N，其向上的 G 值為 1.05。

3、突破輪胎瓶頸

那么，馬力無限大就能加速快嗎？

當(dāng)然不是，一切還得看輪胎的抓地力，而火箭助推就沒這個(gè)煩惱了。

說了這么多，我們還是先來算算加了 SpaceX 推進(jìn)器的 Roadster 為什么能在 1.1 秒完成 0-60 mph 加速。

還是之前的公式：26.8=a x 9.81 x（t）。

這里的 a 為 1.44+1.05，因此 t（時(shí)間）為 1.1 秒。如果推進(jìn)器超過 25000 N，那么其加速就能跑進(jìn) 1 秒之內(nèi)。

對(duì)于一輛超跑來說，速度能加的起來就得能剎得住。

借助火箭反推的話，Roadster 是不是剎車就更有信心了？

當(dāng)然是！

目前剎車最強(qiáng)悍的保時(shí)捷 911 GT2 RS，60-0 mph 的剎車距離為 27 米。

經(jīng)過計(jì)算，有了火箭反推助力的 Roadster 能在 14 米內(nèi)穩(wěn)穩(wěn)的停下來。

是不是很瘋狂？

4、一罐高壓氣體能助推多久？

那么，要實(shí)現(xiàn)如此強(qiáng)悍的性能，Roadster 的高壓氣罐里得存多少氣體呢？

這里還是要用到 F=G x ISP x m 這個(gè)公式，推導(dǎo)出 m 為 30 公斤/秒。

也就是說，想用上火箭助推，每秒就要噴出 30 公斤的氣體。

顯然，一罐氣最多也就夠 Roadster 維持一兩秒時(shí)間，畢竟它消耗太猛了。

如果想維持十幾秒，那么車輛增重就會(huì)抵消一部分加速性能了。

當(dāng)然，無論這個(gè) SpaceX 推進(jìn)器是否是炫耀專用，它對(duì)極限的沖擊都讓我們心生敬佩。

2017 年，特斯拉首席設(shè)計(jì)師  Franz von Holzhausen 試駕第二代 Roadster 原型車

歐洲巨頭們折騰了一百年的加速性能，被特斯拉在幾年內(nèi)徹底碾壓，而且提升的還不止一點(diǎn)點(diǎn)——Roadster 的這個(gè)記錄，幾乎將最強(qiáng)性能車的成績提升了一倍。

參考資料：

https://www.youtube.com/watch?v=4PRi4B1APj0&feature=emb_title

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