特斯拉新一代 Roadster （ 参数 丨 图片 ）不仅想成为加速最快的电动跑车之一，还试图重新定义超级跑车与地面之间的关系。通过主动风扇抽吸底盘空气，它有望在车辆静止时就产生巨大下压力，甚至实现倒挂吸附；而结合冷气推进器后，Roadster还计划挑战极限加速与短距离飞行。
在主动式地面效应技术方面，特斯拉Roadster并不是孤军奋战的独行者，而是一项拥有50多年历史的赛车技术理念的最新代表。不过，这项看似科幻的技术并非特斯拉首创。从20 世纪 70年代的Chaparral 2J、F1赛场上的Brabham BT46B，到如今的McMurtry Spéirling，风扇下压力技术已经发展了半个多世纪。特斯拉真正想做的，是将这些成熟的技术思路整合到一辆电动超级跑车之中。
这套多模式风扇与抽吸系统旨在将车辆底部的空气排出，从而降低底盘下方的气压。车辆上方较高的空气压力则将Roadster向下压紧。特斯拉表示，这种吸附力甚至足以让车辆保持倒挂姿态。
根据特斯拉的说法，这套系统将配备于全部三个Roadster版本。Performance高性能版利用它在公路和赛道上获得额外的轮胎抓地力。Thrust版本将风扇与车尾的冷气推进器结合起来。Rocket版本则进一步增加了布置在车身四周的喷嘴，以实现向前、向上以及向侧面的推力。
相关专利在一年多前就已公开
一项涉及这套风扇与抽吸系统的特斯拉专利，早在一年多前就已经广为流传。专利中已经描述了风扇、用于密封底盘的可伸缩裙板，以及底盘下方的空气通道。因此，目前关于Roadster的最新信息证实了一项技术概念：早在此次发布会之前很久，特斯拉就已经通过专利申请披露了这一方案。
不过，专利并不能证明这项技术已经达到量产成熟度。迄今为止，特斯拉既没有公布最终采用的风扇尺寸，也没有公布空气流量、电功率或最大吸附力。裙板与空气通道的最终设计同样尚未确定。
专利附图显示，车辆后部扩散器区域布置了四个风扇。但这种示意图不一定代表未来量产车型的最终配置。特斯拉申请专利，主要是为了保护这项技术构想及其多种可能的实施方案。蜂窝状结构代表车辆底盘，四个风扇从车辆下方抽吸空气，并将其从车尾排出——这就是特斯拉在专利中展示的新款Roadster主动式地面效应技术。
用风扇取代巨大的尾翼
传统空气动力学翼片只有在车速不断提高时，才能产生显著的下压力。大型翼片虽然能够将车辆压向赛道，但也会增加空气阻力。相比之下，Roadster计划通过内部空气通道、裙板、风扇以及主动式翼片来获得额外的轮胎抓地力。
根据特斯拉的描述，一条空气通道从车辆前部底盘一直延伸至后部扩散器。风扇从这一区域抽走空气，并将空气向后排出。裙板限制空气从车辆侧面泄漏，并帮助底盘区域实现部分密封。
因此，这套系统在车辆刚刚起步时就能建立压力差。在制动以及低速过弯时，它同样能够产生额外的下压力，即使此时的车速还不足以让传统空气动力学装置产生较大的下压力。
主动式地面效应通过负压发挥作用
“地面效应”这一术语描述的是一种空气动力学现象：经过特殊造型设计的车辆底盘能够加速空气流动，从而降低车辆与路面之间的气压。20世纪70年代末，莲花将这一原理在一级方程式赛车中发扬光大。
在Lotus 78和Lotus 79赛车上，车身两侧的文丘里通道负责产生负压。可移动裙板则将底盘与路面之间的区域密封起来。由此，这些赛车无需依靠巨大的翼片，就能够产生惊人的下压力。“风扇赛车”则通过另一种方式产生负压。风扇主动抽走空气，使下压力在很大程度上不再依赖车辆速度。特斯拉Roadster显然将这两种方案结合在了一起：底盘通道负责引导气流，风扇增强抽吸效果，裙板则限制空气泄漏。
1970年，吉姆·霍尔（Jim Hall）与哈普·夏普（Hap Sharp）将Chaparral 2J带到了Can-Am赛车系列赛。两个由军用发动机驱动的风扇，从车辆底部经过密封的区域抽走空气。可移动的Lexan聚碳酸酯裙板，使裙板与沥青路面之间的距离尽可能保持恒定。因此，即使在低速行驶或静止状态下，2J也能产生巨大的下压力。根据历史资料，在油箱加满燃油，并装有机油和冷却液的情况下，这套系统能够以相当于约1.25至1.5g的作用力将赛车压向赛道。
Chaparral在部分排位赛中的成绩比排名第二的竞争对手快了两秒以上。不过，技术故障限制了它在正式比赛中的成绩。1970赛季结束后，赛车运动管理机构通过修改规则将这一设计排除在比赛之外。竞争对手还批评称，风扇会卷起灰尘和石块，从而危及后方赛车的安全。
几年后，戈登·穆雷（Gordon Murray）在布拉汉姆（Brabham）车队重新采用了这一原理。BT46B通过抽走底盘下方的空气来产生下压力，同时将风扇的主要用途伪装成发动机冷却；1978年，尼基·劳达（Niki Lauda）驾驶这辆风扇赛车赢得了瑞典大奖赛。布拉汉姆赛车在出弯加速时，几乎像是被牢牢粘在赛道上一样。
然而，这项技术也产生了巨大的横向加速度，并引发其他车队的强烈抗议。布拉汉姆在仅参加一场比赛后便撤回了BT46B。此后，一级方程式赛车进一步限制了可移动空气动力学装置的使用。风扇赛车从大奖赛赛场上消失了，但并没有从汽车设计师的图纸中消失。
戈登·穆雷汽车公司（Gordon Murray Automotive）同样将风扇赛车的原理应用到了一款现代超级跑车上。T.50配备一个直径40厘米的风扇，它从车辆底盘下方抽走空气，并将其向后排出。因此，T.50无需安装巨大的尾翼。隐藏式主动气流导向装置为风扇提供辅助，并允许车辆使用六种空气动力学模式。这套系统能够根据普通公路驾驶、高速过弯、制动操作以及尽可能降低空气阻力等不同需求调整下压力。
面向赛道的T.50S则通过更大的下压力、更低的车身高度以及额外的尾翼进一步增强这一效果。穆雷由此展示了如何在一辆搭载内燃机的轻量化跑车上运用这一原理。
2025年，McMurtry Spéirling在一次引人注目的试验中，借助旋转装置，以倒挂姿态行驶了几厘米。英国McMurtry Spéirling展示了现代风扇下压力系统究竟能够达到怎样的性能水平。两个鼓风机从车辆底盘下方抽走空气。根据制造商的说法，即使车辆处于静止状态，也能产生约2000公斤的下压力。
2025年，这辆轻量化电动单座赛车在一个可旋转的装置中，沿着一块平板倒挂行驶。这项试验既不需要长距离坡道，也不需要很高的速度。车辆首先通过抽吸作用牢牢吸附在平面上，随后平台旋转180度，驾驶员便以头朝下的姿态行驶了数米。根据McMurtry的说法，Spéirling赛车版本能够实现最高3g的横向加速度。后续推出的Spéirling Pure重量约为1350公斤，并继续使用两个高速风扇。McMurtry尚未公开这些风扇的直径。
特斯拉将多种动力来源结合起来
在Roadster上，特斯拉又向前迈进了一步。这家美国制造商将电力驱动、风扇下压力、主动式翼片，以及根据车型版本不同而配备的冷气推进器结合在一起。
风扇负责将车辆牢牢压在路面上。冷气喷嘴则提供短暂的推力脉冲，并能够影响车辆姿态。在Thrust版本中，这些喷嘴安装在车尾，目标是将0至100公里/小时的加速时间缩短至不到一秒；Rocket版本则在车身四周增加额外的喷嘴。它们旨在提供向前和向上的推力，并实现车辆的旋转运动。
特斯拉至今尚未解释，在车辆离地升空时，是否会让风扇反向运转、通过阀门改变气流方向，还是完全依靠冷气推进器产生向上的推力。这一尚未解答的技术问题，并不会改变Roadster的基本原理。特斯拉将多套已知的技术系统组合起来，并通过电子控制，使它们能够在同一辆车上协调工作。
赛车可以针对平整的赛道来设计底盘。但一辆公路汽车必须应对路面起伏、污垢、积水、石块以及不断变化的路面状况。在公共道路上行驶时，裙板不能每遇到一处路面不平就与沥青发生接触。风扇必须具备防护能力，避免异物进入造成问题。突然失去负压也不能导致车辆偏离行驶路线。
此外，还需要考虑噪声、能源消耗、安装空间以及维护保养等问题。特斯拉描述了一种能够根据不同驾驶情况进行调整或收回的裙板系统。侧面部件旨在进一步密封底盘区域，而车辆前部和后部则保留更大的运动自由度。至于具体结构究竟如何，特斯拉仍需要通过一辆接近量产状态的实车来展示。
特斯拉并没有通过Roadster开发出一种毫无技术先例、疯狂到不可思议的火箭汽车。这家公司采用了赛车运动中已经得到验证的主动式风扇下压力技术，并经过周密考虑，将其与电力驱动、主动式翼片和冷气推进器结合起来，真正的进步就在于这种技术整合。
早在50多年前，Chaparral 2J就已经能够在静止状态下产生下压力。Brabham BT46B证明了这项技术在一级方程式赛车中的效果。如今，McMurtry和戈登·穆雷则将这一原理应用到电动高性能汽车以及接近公路使用要求的高性能车型上。现在，特斯拉又增加了一个新的技术层面。Roadster不仅要在赛道上牢牢贴地行驶，还计划利用冷气推进器实现极限加速以及短暂的飞行操作。
特斯拉Roadster很可能不会是最后一款采用主动式地面效应技术的高性能电动跑车。电动机能够为风扇和执行电机提供强大的动力，而软件则能够根据车速、转向角度、制动压力以及驾驶模式调节下压力。
对于昂贵的小批量车型和毫不妥协的赛道专用汽车来说，这一概念具有巨大的优势。制造商可以在低速弯道、制动区域以及猛烈加速阶段，利用空气动力学系统为车辆提供额外支持，而不必在车身上安装巨大的翼片。即使是在爬山赛中，这一原理仍然能够带来明显优势——尽管在海拔4000米左右的高度，由于空气更加稀薄，主动产生的下压力相比海平面高度会降低约三分之一。
相比之下，普通的大批量生产车型几乎不需要这项技术。成本、噪声、对污垢的敏感性、维护需求以及法规认证，都不利于它在普通汽车上得到应用。尽管如此，特斯拉Roadster仍然可能让风扇赛车的技术原理获得更高的知名度，并激励其他制造商开发自己的解决方案。
热门跟贴