آیا تسلا رودستر می‌تواند، گشتاور ۱۰ هزار نیوتن متر داشته باشد؟

مدتی است که از رونمایی نسل دوم تسلا رودستر می‌گذرد و حالا پس از آرام شدن شرایط، وقت خوبی برای توضیح و بررسی عملکرد فنی این رودستر برقی پرقدرت است. معرفی تسلا رودستر جدید با اعدادی همراه بود که علاوه بر تعجب، ستایش بسیاری از عامه مردم و کارشناسان را به همراه داشت. گشتاور ۱۰ هزار نیوتن‌متر در کنار زمان ۱.۹ ثانیه برای رسیدن به سرعت ۱۰۰ کیلومتر بر ساعت و البته نهایت سرعت بالای ۴۰۰ کیلومتر بر ساعت، تسلا رودستر جدید را تا مدت‌ها در صدر اخبار خودرویی جهان قرار داد.

جیسون در ابتدا توضیح می‌دهد که قصد وی از منتشر کردن این ویدئو زیر سؤال بردن توانایی‌های تسلا موتورز نیست، و عملکرد این شرکت و محصولات آن را ستایش می‌کند.

اگر بخواهیم کاملاً منطقی به آینده‌ی خودروهای برقی و احتراق داخلی فکر کنیم، مشخص است که تنها مورد برای برتری کامل خودروهای برقی، شعاع حرکتی و وزن است.  اگر فناوری خودروهای برقی به حدی برسد که باتری‌های با ظرفیت بالا، وزن زیادی نداشته باشند، با به دست آمدن شعاع حرکتی بالا، تقریباً خودروهای برقی آینده‌ای تضمین شده خواهند داشت. کسانی که در مورد پیشرانه‌ها و عملکرد آن‌ها اطلاعات کافی دارند، مطمئناً مانند بیشتر کارشناسان خودروی جهان، گشتاور ۱۰ هزار نیوتن‌متر موتور را شگفت‌انگیز و نشدنی می‌دانند. در واقع این مقدار گشتاور با فناوری فعلی صنعت خودروسازی هماهنگی ندارد. اما موردی که باید در مورد تسلا رودستر به آن دقت شود، این است که این گشتاور بالا مربوط به چرخ‌ها است نه پیشرانه.

گشتاور چرخ‌های خودرو، بدون داشتن اطلاعات کافی از قدرت پیشرانه، عددی کاملا بی‌معنی است. برای درک این موضوع، عملکرد یک موتور برقی با یک اسب بخار را توضیح می‌دهیم. فرض می‌کنیم که یک موتور برقی با یک اسب بخار داریم؛ به این موتور یک دنده با ۱۰۰ دندانه متصل شده است و این دنده به دنده‌ا‌ی بزرگ‌تر با یک میلیون دندانه اتصال دارد. قدرت یک اسب بخاری این موتور برقی، در دور موتور ۵۲۵۲ حاصل می‌شود. با توجه به فرمول اسب بخار، در این دور موتور نهایت ۱.۳ نیوتن‌متر گشتاور تولید می‌شود. نسبت دنده‌ بین دو دنده‌ی کوچک و بزرگ این موتور برقی فرضی ۱۰۰۰۰۰۰/۱۰۰ است که در نتیجه گشتاور خروجی این موتور برقی با اتصال به چرخ‌ها یا گشتاور چرخ‌های این موتور، ۱۳ هزار و ۵۵۸ نیوتن‌متر می‌شود. اما با تقسیم دورموتور ۵۲۵۲ بر ۱۰ هزار، سرعت نهایی ۰.۵ دور بر دقیقه به دست‌ می‌آید. در واقع گشتاور بسیار بالای ۱۳ هزار نیوتن‌متر فقط در دورموتور بسیار پایین ۰.۵ وجود دارد. همانطور که مشخص است با نبود حداکثر قدرت و دورموتور پیشرانه، داشتن گشتاور چرخ‌ها کاملاً بی‌معنی است.

برای مقایسه‌ی این اعداد خودرویی که تمام اطلاعات فنی آن را داریم مورد بررسی قرار می‌دهیم. دوج چلنجر دیمون با ۸۴۰ اسب بخار قدرت و ۹۷۲ نیوتن‌متر گشتاور پیشرانه (بنزین ۹1 اکتان)، در زمان ۲.۳ ثانیه به سرعت ۱۰۰ کیلومتر بر ساعت می‌رسد. این گشتاور از مبدل گشتاور عبور می‌کند؛ نسبت دنده‌ی اول، ۴:۷۱:۱ است که در نهایت به نسبت نهایی (Final Drive) معادل ۳:۰۹:۱ می‌رسد. در واقع دوج دیمون در دنده‌ی یک (بدون افزایش گشتاور در مبدل گشتاور)، گشتاوری معادل ۱۴ هزار نیوتن‌متر در چرخ‌ها تولید می‌کند که از تسلا رودستر هم بیشتر است.

اما اگر از بنزین ۱۰۰ اکتان استفاده شود گشتاور دیمون ۱۰۴۴ نیوتن‌متر خواهد بود که با نسبت دنده‌ی ۳.۰۱.۴ در دنده‌ی دوم و گشتاور و نسبت نهایی ۳.۰۹.۱، گشتاور چرخ‌های دیمون در دنده‌ی دوم، بیش از ۱۰ هزار نیوتن‌متر خواهد بود. همانطور که مشخص است، وجود دنده‌ها در گشتاور نهایی تأثیرگذار است و به همین دلیل، تمام شرکت‌های خودروسازی گشتاور پیشرانه‌ را اعلام می‌کنند نه گشتاور چرخ‌ها.

مورد دیگری که باید مورد توجه قرار بگیرد، قابلیت افزایش گشتاور در مبدل گشتاور است. افزایش گشتاور به‌صورت ثابت اتفاق نمی‌افتد، بلکه به دیفرانسیل، دور موتور پیشرانه و گردش دنده‌ها در جعبه‌دنده بستگی دارد. وقتی در حالت ساکن پدال گاز را فشار می‌دهیم، حداکثر سرعت بین پیشرانه و جعبه‌دنده‌ وجود دارد. بنابراین در این حالت، افزایش گشتاور در مبدل گشتاور حتی تا بیش از دوبرابر هم اتفاق می‌افتد. اما وقتی که خودرو در حال حرکت باشد و به دورموتورهای بالا برسد، سرعت بین پیشرانه و جعبه‌دنده بسیار پایین‌تر خواهد بود که به همین دلیل افزایش گشتاور هم کمتر خواهد بود. علاوه بر این زمانی که مبدل گشتاور قفل می‌کند، خبری از افزایش گشتاور نخواهد بود و مانند یک جعبه‌دنده‌ی دستی عمل خواهد کرد.

تسلا موتورز علاوه بر گشتاور چرخ‌ها، اطلاعات فنی دیگری هم منتشر کرده است. اگر نسبت دنده‌ی تسلا مدل S را در مورد تسلا رودستر به‌کار ببریم، با توجه به سایز و قطر تایرها و زمان ۱.۹ ثانیه‌ای در تست سرعت صفر تا ۱۰۰ کیلومتر بر ساعت و البته با فرض اینکه گشتاور از سرعت صفر تا ۱۰۰ کیلومتر بر ساعت بدون تغییر باقی می‌ماند، می‌توان مقدار تخمینی گشتاور پیشرانه و حداکثر قدرت تسلا رودستر جدید را محاسبه کرد.

با این فرضیات و ارقام، نسل دوم تسلا رودستر حدود ۱۰۰۰ اسب بخار قدرت و ۱۰۲۷ نیوتن‌متر گشتاور خواهد داشت که به اندازه‌ی ۱۰ هزار نیوتن‌متر شگفت‌انگیز نیست. البته این قدرت در دورموتوری که تسلا رودستر به سرعت ۱۰۰ کیلومتر بر ساعت می‌رسد، وجود دارد. همانطور که می‌دانیم با افزایش دورموتور، حتی با کمتر شدن گشتاور، قدرت خودرو بالاتر می‌رود. با در نظر گرفتن پیک دورموتور و کاهش گشتاور، تسلا رودستر احتمالاً بیش از ۱۰۰۰ اسب بخار قدرت خواهد داشت.

مورد دیگر وزن تسلا رودستر است. با توجه به فناوری فعلی پک‌های باتری، اگر فرض کنیم که تسلا رودستر حدود ۲۲۷۰ کیلوگرم وزن دارد، با توجه به زمان ۸.۸ ثانیه در درگ ۴۰۰ متر، نهایت قدرت رودستر حدود ۱۴۰۰ اسب بخار خواهد بود. البته اگر وزن خودرو کمتر باشد، شرایط کمی فرق می‌کند و تسلا رودستر به قدرت کمتری نیاز دارد.

به هر‌حال تمام این موارد با فرض دو یا سه مورد از اطلاعات فنی است، ولی می‌توان مطمئن بود که تسلا رودستر بالای ۱۰۰۰ اسب بخار قدرت دارد. موردی که نباید آن را فراموش کنیم، این است که گشتاور ۱۰ هزار نیوتن‌متر تسلا رودستر در چرخ‌ها است. دلیل این‌کار تسلاموتورز مشخص نیست ولی برای اطلاع از گشتاور واقعی (پیشرانه) باید منتظر اعلام رسمی آن توسط مقامات این شرکت باشیم.