Будущее наступило, или Как я перестал беспокоиться и снова полюбил Илона Маска

За последние годы Илон Маск дал немало поводов относиться к нему, мягко говоря, неоднозначно. Но есть одна вещь, которую у него не отнять: этот человек умеет воплощать в жизнь вещи, которые ещё недавно казались научной фантастикой.

И вот теперь Tesla продемонстрировала летающий автомобиль. Да, буквально. Новая Roadster способна отрываться от земли, выполнять воздушные манёвры и приземляться с помощью реактивной тяги. И хотя Маск обещал что-то подобное уже много лет, увидеть это своими глазами оказалось неожиданно впечатляюще.

Но как эта штука работает?

Для начала разберёмся с тем, как автомобиль может удерживаться на дороге вверх колёсами. Здесь используется принцип, знакомый по гоночным автомобилям с активной аэродинамикой: вентиляторы создают разрежение под днищем, а перепад давлений прижимает машину к поверхности:

F = Δp · S

Если масса автомобиля составляет 2000 кг, а эффективная площадь днища равна 5 м², то для удержания вверх колёсами нужен перепад давлений всего около 4 кПа, то есть 4% атмосферного давления. Правда, это идеализированная оценка без учёта утечек и других инженерных сложностей.
А вот для полёта нужны уже реактивные двигатели. Вместо сжигания топлива они выбрасывают газ, запасённый под высоким давлением. Согласно третьему закону Ньютона, газ улетает в одну сторону, а автомобиль получает импульс в противоположную:

F ≈ ṁvₑ

Здесь ṁ - массовый расход газа, а vₑ - скорость его истечения. Чтобы двухтонная машина могла зависнуть в воздухе, ей потребуется тяга примерно 20 кН. При скорости истечения газа 500 м/с это означает расход около 40 кг газа в секунду.

Поэтому не стоит ожидать, что Tesla теперь сможет летать над пробками по дороге на работу. Запаса газа хватит лишь на короткие манёвры, а полноценный продолжительный полёт потребовал бы совсем другой конструкции.

Тем не менее впечатляет уже сама возможность управлять движением двухтонного автомобиля в воздухе. И это не говоря о заявленном разгоне до 60 миль в час за 0,81 секунды, что соответствует среднему ускорению около 3,4g. Cерийное производство летающих машин обещают уже в 2028 году.

Конечно, к обещаниям Маска стоит относиться осторожно. Между эффектной демонстрацией и серийным автомобилем лежит огромная пропасть. Но я не могу не восхищаться людьми, которые пытаются превратить научную фантастику в инженерную реальность.

В конце концов, разве не ради такого будущего мы когда-то полюбили науку и технологии?

Будущее наступило, старик.