Tesla Roadster thế hệ mới không chỉ gây chú ý bởi ý tưởng bay và xoay giữa không trung, mà còn được giới thiệu với hàng loạt giải pháp công nghệ hướng đến hiệu suất của một mẫu siêu xe điện. Hệ thống quạt tạo lực ép xuống mặt đường, khí động học chủ động, đánh lái điện tử và việc sử dụng vật liệu nhẹ là những điểm đáng chú ý bên cạnh bộ đẩy khí lạnh do Tesla phát triển cùng SpaceX. Các công nghệ này hướng đến mục tiêu cải thiện độ bám đường, khả năng kiểm soát thân xe và hiệu quả tăng tốc, dù mức độ hiệu quả thực tế còn phụ thuộc vào cấu hình thương mại và kết quả thử nghiệm.

Quạt hút gầm tạo lực ép ngay cả khi xe chạy chậm

Một trong những giải pháp khác biệt được đề cập trên Roadster là hệ thống quạt hút không khí bên dưới thân xe. Cơ chế này sử dụng các tấm chắn để tạo một khoang tương đối kín dưới gầm, sau đó hút không khí ra ngoài nhằm làm giảm áp suất tại khu vực này. Khi áp suất phía trên thân xe cao hơn áp suất dưới gầm, một lực sẽ ép xe xuống mặt đường.

Theo mô tả trong tài liệu sáng chế của Tesla, hệ thống được thiết kế để tạo lực ép đủ lớn cho những tình huống đặc biệt, bao gồm khả năng giữ xe ở trạng thái lộn ngược. Khác với cánh gió truyền thống vốn cần luồng không khí đủ mạnh khi xe di chuyển, quạt hút chủ động có thể tạo lực ép ngay ở tốc độ thấp. Ở tốc độ cao, các cửa hút và những chi tiết khí động học có thể phối hợp để tận dụng luồng không khí đi qua gầm xe. Hệ thống được mô tả có bốn quạt phía sau, sử dụng môtơ công suất 20 kW và có thể điều chỉnh tốc độ hoạt động tùy nhu cầu.

Lợi ích quan trọng của công nghệ này nằm ở khả năng tăng lực ép lên lốp mà không cần bổ sung khối lượng tương ứng cho thân xe. Khi lốp được giữ chặt hơn trên mặt đường, xe có thể cải thiện độ bám khi tăng tốc, phanh hoặc chuyển hướng ở tốc độ cao. Tuy nhiên, lực ép lớn không đồng nghĩa với việc xe sẽ tự động vận hành an toàn hơn trong mọi tình huống, bởi hiệu quả còn phụ thuộc vào chất lượng mặt đường, lốp, hệ thống treo và khả năng kiểm soát của các hệ thống điện tử. So với giải pháp khí động học thụ động, hệ thống quạt có ưu điểm về khả năng chủ động điều chỉnh lực ép, nhưng cũng làm tăng độ phức tạp và yêu cầu về năng lượng vận hành.

Khí động học chủ động giúp xe thay đổi đặc tính theo tốc độ

Thay vì sử dụng cánh gió lớn nhô hẳn ra phía sau như nhiều mẫu siêu xe, Roadster hướng đến thiết kế tích hợp các chi tiết khí động học vào thân xe. Một số bộ phận có thể thay đổi vị trí hoặc góc nghiêng theo tốc độ và chế độ vận hành nhằm điều hướng luồng không khí phù hợp với từng tình huống.

Khi cần tăng độ bám, các chi tiết này có thể tạo thêm lực ép xuống mặt đường, hỗ trợ xe ổn định khi phanh hoặc vào cua. Ngược lại, khi ưu tiên tăng tốc và vận hành ở tốc độ cao, hệ thống có thể điều chỉnh về cấu hình giảm lực cản không khí. Đây là yếu tố quan trọng đối với siêu xe điện, bởi lực cản càng lớn thì xe càng cần nhiều năng lượng để duy trì tốc độ. Việc chủ động thay đổi đặc tính khí động học giúp hạn chế sự đánh đổi giữa độ bám và lực cản, dù hiệu quả cụ thể vẫn cần được đánh giá qua thử nghiệm thực tế.

Đánh lái điện tử thay thế kết nối cơ khí truyền thống

Một công nghệ đáng chú ý khác là steer-by-wire, hệ thống không cần liên kết cơ khí trực tiếp giữa vô-lăng và bánh trước như trên phần lớn ôtô thông thường. Khi người lái xoay vô-lăng, cảm biến ghi nhận góc đánh lái và truyền tín hiệu điện đến bộ điều khiển, sau đó môtơ thực hiện việc điều chỉnh hướng bánh xe. Cách tiếp cận này cho phép thay đổi tỷ số lái theo tốc độ: khi đỗ xe hoặc di chuyển chậm, hệ thống có thể tăng độ nhạy để người lái xoay vô-lăng ít hơn; ở tốc độ cao, độ nhạy có thể được giảm xuống nhằm hỗ trợ sự ổn định.

Cảm giác phản hồi từ mặt đường cũng được tạo thông qua cơ cấu điện tử, giúp nhà sản xuất tùy chỉnh độ nặng nhẹ và phản ứng của vô-lăng bằng phần mềm. Do không cần trục lái cơ khí chạy trực tiếp từ vô-lăng đến bánh trước, công nghệ này còn mở ra thêm khả năng bố trí không gian trong khoang lái. Dù vậy, hệ thống phải đáp ứng các yêu cầu nghiêm ngặt về dự phòng và an toàn khi xảy ra lỗi điện hoặc lỗi điều khiển. Lexus cũng đã đưa công nghệ đánh lái điện tử vào một số mẫu xe điện, cho thấy đây không còn là ý tưởng chỉ dành cho những phương tiện thử nghiệm.

Vật liệu nhẹ giúp giảm khối lượng cho siêu xe điện.

Để cải thiện khả năng tăng tốc và kiểm soát thân xe, Tesla đề cập đến việc sử dụng các vật liệu có tỷ lệ độ bền trên trọng lượng cao như magiê, titanium và sợi carbon. Magiê có khối lượng riêng thấp, phù hợp với những chi tiết cần giảm trọng lượng; titanium có độ bền cao và khả năng chống ăn mòn tốt, trong khi sợi carbon nổi bật nhờ độ cứng lớn so với khối lượng.

Việc kết hợp những vật liệu này có thể giúp giảm khối lượng ở các bộ phận phù hợp, qua đó cải thiện tỷ lệ công suất trên trọng lượng. Tesla cũng hướng đến việc lược bỏ một số cơ cấu phụ trợ không cần thiết, chẳng hạn ghế cố định thay vì sử dụng cơ cấu chỉnh điện, nhằm giảm trọng lượng của cả ghế lẫn môtơ và bộ phận đi kèm. Đây là chi tiết có ý nghĩa với một mẫu xe mang nhiều hệ thống bổ sung như quạt hút gầm, cơ cấu khí động học chủ động và bộ đẩy khí nén. Tuy nhiên, hiệu quả giảm cân thực tế còn phụ thuộc vào kết cấu hoàn chỉnh, đặc biệt là khối pin vốn thường chiếm tỷ trọng đáng kể trong tổng khối lượng của ôtô điện.

Bộ đẩy khí lạnh không chỉ phục vụ màn trình diễn bay

Công nghệ tạo nên hình ảnh khác thường nhất của Roadster là hệ thống đẩy khí lạnh được phát triển cùng SpaceX. Thay vì đốt nhiên liệu để tạo khí nóng như động cơ phản lực hoặc tên lửa, hệ thống này sử dụng khí nén ở áp suất cao rồi phóng nhanh qua vòi phun để tạo lực đẩy theo hướng ngược lại. Theo thông tin được giới thiệu, phiên bản Thrust bố trí bộ đẩy phía sau nhằm bổ sung lực đẩy theo hướng tiến, hỗ trợ khả năng tăng tốc của xe. Tesla từng công bố mục tiêu tăng tốc 0-97 km/h trong chưa đầy một giây đối với cấu hình này, một thông số đặc biệt tham vọng và cần được phân biệt với kết quả kiểm chứng độc lập trên xe thương mại.

Ở cấu hình Rocket, các bộ đẩy được bố trí quanh xe để tạo lực theo nhiều hướng, về lý thuyết cho phép nâng xe khỏi mặt đất, điều chỉnh tư thế hoặc tạo chuyển động xoay trong không trung khi các bộ đẩy được điều khiển phối hợp. Đây là cơ sở cho ý tưởng trình diễn Roadster bay lượn mà Tesla từng gây chú ý. So với động cơ tên lửa truyền thống, hệ thống khí lạnh không cần quá trình đốt cháy để tạo lực đẩy, nhưng hiệu quả phụ thuộc vào lượng khí dự trữ, áp suất và thời gian phun. Việc ứng dụng công nghệ này trên một chiếc ôtô thương mại cũng đặt ra nhiều câu hỏi về khả năng kiểm soát, an toàn, năng lượng và điều kiện vận hành. Vì vậy, khả năng bay của Roadster nên được xem là tuyên bố công nghệ đầy tham vọng, chưa đồng nghĩa với một tính năng vận hành thông thường đã được xác nhận rộng rãi.

Nhìn tổng thể, điểm đặc biệt của Tesla Roadster nằm ở cách hãng kết hợp nhiều công nghệ vốn thường xuất hiện trong các lĩnh vực khác nhau, từ khí động học của xe đua, hệ thống đánh lái điện tử đến giải pháp đẩy khí có liên hệ với công nghệ hàng không vũ trụ. Quạt hút gầm hướng đến việc tạo lực ép chủ động, khí động học biến đổi giúp cân bằng giữa độ bám và lực cản, còn vật liệu nhẹ hỗ trợ giảm khối lượng. Bộ đẩy khí lạnh là yếu tố tạo nên sự khác biệt về mặt trình diễn, nhưng cũng là công nghệ cần được kiểm chứng kỹ lưỡng nhất nếu hướng đến sử dụng thực tế. Với Roadster, câu hỏi không chỉ là chiếc xe có thể tăng tốc nhanh đến đâu hay thực hiện màn trình diễn ngoạn mục như thế nào, mà còn là bao nhiêu công nghệ trong số đó có thể được triển khai ổn định, an toàn và hiệu quả trên một mẫu xe thương mại.