SpaceX 作者：SpaceDaily 发布：2026年10月16日 23:24 更新：2026年10月20日 23:55 阅读约 14 分钟 👁 15 💬 0 评论

会飞的特斯拉Roadster

当地时间10月15日晚，特斯拉在德克萨斯州的SpaceX测试场发布了第二代Roadster，它倒挂在斜坡上行驶，飞出坡端后凌空翻滚，又从一排特斯拉车辆头顶越过。马斯克说“飞行汽车是真的”。

把舞台灯光关掉，台下的工程问题只有两个，怎么把一辆车倒挂？又怎么把它推离地面？

答案是两套并不新鲜的技术，赛车史上的“风扇吸地”，以及航天器姿态控制里的“冷气推进”。

核心结论

1. “飞”的本质是几秒钟的冷气喷射。按公开数字粗估，250公斤压缩空气只够支撑悬停约八秒，且要为翻滚留出余量。

2. 吸地系统解决的是“抓地”，不是“飞行”。它让车能倒挂、能在斜坡上走完一整段曲线，真正腾空靠的是推进器。

3. 龙飞船是更成熟的参照物。 Draco与SuperDraco用的是可储存的双组元化学推进，比冲约为冷气的三到四倍，但有毒、有腐蚀性，不适合开上公路。

4. 这是工程整合，不是原理突破。难点在气瓶安全、控制精度和法规，而不在“能不能喷出气来”。

一、发布会上到底演示了什么

Roadster的故事很长。特斯拉在2017年首次展示下一代Roadster，当时承诺2020年交付；此后多次推迟。今年发布会原定10月1日举行，因中部德州天气预报不佳，9月28日宣布改到10月15日。

当晚的演示分两段。第一段，Roadster驶上一条向内卷曲的倒扣大斜坡，贴着坡面倒着开，从坡端飞出后在空中翻转180度，四轮朝下落地。第二段，它在行驶中借助推进器腾空，一边翻滚一边越过并排停放的Cybercab、Cybertruck、Tesla Semi、Model Y和Model 3。

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这是在SpaceX测试场地内完成的受控演示。发布会前，有媒体援引知情人士称演示车可能由车外人员远程操控，围观者需要与车保持数百码距离以保护听力；这些是赛前报道，是否与当晚实际安排完全一致，本文未能逐项核实。无论如何，它离“可以在公路上飞”还差得很远。

二、第一招：风扇吸地，让车能“倒挂”

2.1 原理：用大气压把车“按”在路面上

据特斯拉工程副总裁拉尔斯·莫拉维（Lars Moravy）介绍，车底后部的扩散器里装有风扇，把车底的空气抽走，使车底与路面之间形成低压，外界大气压就把车压向地面。他称这套吸力最高可达2G，足以让车倒挂在斜坡上；特斯拉还说，车辆静止时也能靠它贴在墙上。

图源：特斯拉

用一句公式概括：下压力 ≈ 压差 × 被密封的面积。与靠高速气流产生下压力的尾翼不同，这个力不依赖车速，所以停着也有。倒挂行驶的最低要求是下压力超过车重（1G），2G则给出了额外的余量，用来应付曲线上的离心力和颠簸。

2.2 历史：两次“被禁”的先例

这不是新发明。1970年，Chaparral 2J赛车用独立的小型发动机驱动风扇抽吸车底，被称为“吸尘器车”；1978年，布拉汉姆BT46B在F1中使用风扇，劳达驾驶它赢下瑞典站，随后车队主动撤回。两者的共同点是：效果太好，规则很快被改写。

2.3 一笔粗账：2G吸力需要多大的负压

估算（非特斯拉数据）

假设车重约1.8吨（约17.6千牛），“2G吸力”指下压力为车重的两倍，约35千牛。若有效密封面积约2平方米，则需要的车底压差约17.6千帕，相当于一个大气压的17%左右。

若通过裙边缝隙的漏风量约1立方米/秒，风扇需要的气动功率约为压差×流量 ≈ 18千瓦。这个量级对电动车是可以接受的，但漏风量一旦翻倍，功率也翻倍。

以上面积与漏风量均为本文设定的示意值，特斯拉未披露；用意是说明量级，而不是复原它的设计。

2.4 代价：密封与可靠性

吸地系统的难点在“密封”。车底必须与路面保持极小间隙并带有柔性裙边，空气才不会从缝隙里不断漏进来；风扇功率随漏风量上升，裙边磨损、路面起伏、路肩与坡道衔接处都会让负压骤降。倒挂斜坡上的演示，用的是一条设计好的光滑坡面，这与真实公路是两回事。

三、第二招：冷气推进器，不烧燃料也能“喷射”

3.1 原理：只靠气体膨胀的反作用力

冷气推进器（cold gas thruster）把气体压入高强度气瓶，需要时开阀，高压气体从喷管高速喷出，反作用力推动车身。整个过程不燃烧、不用燃料，结构只有“气瓶—阀—喷管”几部分，因此早在20世纪50年代就被用于姿态控制实验：NASA留存的1956年资料里，就有用高压氮气经小喷口驱动“铁十字”模拟器做三轴运动的记录。今天SpaceX的猎鹰9一级回收时，也依赖同类惰性气体推进器调整姿态。

推力可以写成 F = ṁ·vₑ，即质量流量乘以喷流速度。喷流速度越高，同样的推力消耗的气体越少。冷气推进的瓶颈就在这里：气体没有被加热，喷流速度受限于气体本身的热力学性质。

3.2 硬件：10个喷口，两个气瓶

据特斯拉介绍，Roadster共有10个喷口，连接两个碳纤维缠绕复合气瓶（COPV，Composite Overwrapped Pressure Vessel），总容积约600升，约可容纳250公斤压缩空气，气瓶可以重新充气；特斯拉说，车内“每一处可利用的空隙”都被这类气瓶占满了。分工大致是：车尾的主推进器负责向前或向上推，分布在车身各处的小喷口负责姿态控制，也就是让车“滚”起来。另有一篇报道称演示车比常规配置多带了一个气瓶，可用气量达到三倍，这一说法目前只见于个别报道。

图源：特斯拉

特斯拉与马斯克一直说的是“高压空气”，也有报道称主要成分是氮气。气瓶压力、总推力等关键数字尚未完整披露。网上流传的推力估算（有分析称超过80千牛）来自第三方推算，仅供参考。

3.3 为什么比冲这么低

比冲（specific impulse，Isp）衡量“每单位重量的气体能产生多少冲量”，单位是秒，数值越大越省。对理想气体做等熵膨胀，最大喷流速度为：

vₑ = √{ [2γ/(γ−1)] · (R·T/M) · [1 − (pₑ/p₀)^((γ−1)/γ)] }

以氮气（或空气）为例，γ≈1.4、M≈28克/摩尔、温度约300K。即使膨胀到真空，理想喷流速度也不过约790米/秒；若气瓶压力约300个大气压、膨胀到一个大气压，则约为710米/秒，换算成比冲约72秒。实际喷管有损失，且气体在膨胀时会降温、瓶内气体消耗时也会降温（类似喷雾罐用到后面变凉），所以工程上通常按几十秒计。化学火箭靠燃烧把气体加热到三千度左右，比冲轻松达到几百秒。

这也是冷气推进在航天里的位置：它不追求省气，只追求响应快、没有燃烧风险、可以反复开关，所以适合姿态控制和短促的精细动作。想让一辆两吨的车持续离地，它就显得吃力了。

3.4 一笔粗账：为什么只能“飞”几秒

下面是按公开数字做的估算，不是特斯拉的数据。设车重约1.8吨，悬停推力至少约17.6千牛；比冲取60秒，对应喷流速度约590米/秒。

量	估算值	说明
悬停所需质量流量	约30 kg/s	推力 ÷ 喷流速度
250 kg 气体可持续时间	约8秒	未计姿态控制与翻滚的消耗
喷流动能功率	约5兆瓦	½·ṁ·vₑ²；约为Model S Plaid峰值功率（约760千瓦）的7倍
气瓶内压力（由250 kg/600 L反推）	约350–450 bar	按空气理想气体与实际气体修正的粗略范围
瓶内气体理论可做功	约35 kWh（等温上限）	仅为理论上限，实际远低于此，且几秒内释放

表1 悬停的粗略账本（本文估算，仅用于说明量级）

一个反直觉的结论由此而来：这套系统的难点不在“推力够不够”，而在“能量释放得太快”。几秒内释放数十千瓦时的气体能量、数兆瓦的喷流功率，意味着阀门、管路、气瓶和车体结构都在极端条件下工作。

3.5 翻滚：靠小喷口“点射”控制

让车在空中翻转180度，需要的不是大推力，而是力矩：把小喷口布置在远离质心的位置，短促地开关，就能让车身产生转动，再用反向的点射把转动停住。Draco这类航天器姿态控制发动机采用的也是“开关式脉冲”控制（on-off pulsed）。控制律、传感器和阀门响应速度，决定了车能不能“稳稳翻到四轮朝下”，这部分特斯拉尚未披露。

3.6 “0–60英里/小时低于1秒”意味着什么

特斯拉称Thrust版0–60英里/小时加速低于1秒。60英里/小时约合26.8米/秒，一秒内达到，意味着平均加速度约2.7G。干燥路面上轮胎抓地极限通常在1.3–1.5G附近，仅靠轮胎很难做到，所以必须由推进器直接推在车身上，同时吸地系统增加抓地。换言之，这个数字更像是一次“推力加抓地”的联合演示，而不是电机本身的成绩。

四、龙飞船：把火箭发动机装进载人飞船的先例

要理解Roadster的推进器该怎么评价，最好的参照物是SpaceX自己的Dragon飞船。Crew Dragon（Dragon 2）从2020年起承担NASA商业载人任务，它几乎是一台“全身长满推进器”的飞船：既要在轨道上精确对接，又要在火箭出事时带着航天员逃生。这两件事分别对应两类发动机。

4.1 Draco：负责轨道机动与姿态控制

Crew Dragon配有16台Draco推进器，分布在四个发动机舱段中，每舱四台，用于姿态控制和轨道机动。每台Draco在真空中推力约400牛（约90磅力），使用可储存的双组元推进剂：一甲基肼（MMH）作燃料、四氧化二氮（NTO）作氧化剂。这类推进剂的特点是接触即自燃（hypergolic），无需点火装置，可以多次启动、反复短脉冲点火；公开资料称任意两台Draco失效也不影响任务。

Draco与Roadster的姿态喷口扮演的角色相近，都是“小推力、快响应、脉冲式”。区别在于Draco靠化学反应放热，比冲约300秒（公开资料约值），是冷气的数倍，因此同样的推进剂质量能做的事情多得多。

4.2 SuperDraco：为“逃生”而生

SuperDraco是Crew Dragon的发射中止（launch abort）发动机，共8台，成对装在四个发动机舱里，与Draco共用同一套推进剂。单台推力约71千牛（约16000磅力），推力约为Draco的两百倍；八台全开，起始总推力超过12万磅力，据NASA和SpaceX的说法，足以在约1.2秒内把Crew Dragon加速到约100英里/小时。

它有几处工程上很“反常规”的设计：

一体化逃生：以往的水星、阿波罗用塔架上的逃生火箭，到一定高度后塔架就失效；SuperDraco装在飞船侧面，从发射台到入轨全程都能逃生。

可节流：可在20%–100%推力之间调节，最初的设想是用它实现精确的“发动机着陆”。

压力供给：靠增压气体把推进剂挤入燃烧室，不用涡轮泵，结构简单、响应快；据SpaceX介绍，燃烧室采用3D打印的铬镍铁合金（Inconel）。

可长期待命：推进剂可储存，发动机可在加注、发射数月后依然点火。

2015年5月6日的发射台中止测试（Pad Abort Test）中，八台SuperDraco同时点火，约6秒，把试验舱抬升到约一英里的高度；2020年1月的飞行中止测试，则在火箭飞行途中验证了在最大动压点附近逃生的能力。

4.3 一次爆炸与一个教训

2019年4月20日，一艘用于Demo-1任务的Crew Dragon在德州的试验场（Landing Zone 1）进行SuperDraco点火测试时被摧毁。事故调查结果是：四氧化二氮通过一只钛制单向阀泄漏进入增压气体管路，增压时发生反应。SpaceX随后改用爆破片取代该类阀门。这件事的意义在于：即使有一整套航天级的质量体系，推进剂与增压气体的隔离依然可能出问题。

4.4 从“发动机着陆”到“只当备份”

SpaceX曾打算用SuperDraco让Dragon在陆地上直接发动机着陆；后来载人飞船以降落伞加海上溅落为常规方案，SuperDraco只保留逃生用途。公开资料显示，2024年发动机着陆功能重新启用，但仅作为降落伞故障时的备用手段。可见，哪怕有成熟的节流发动机，把“动力着陆”常规化也不容易，原因主要在可靠性与审批，而不是推力。

五、三条推进路线：一张表看清

项目	Roadster冷气推进器	Draco（龙飞船）	SuperDraco（龙飞船）
工质/推进剂	压缩空气（或氮气）	MMH + NTO，自燃	MMH + NTO，自燃
比冲（约值）	几十秒（本文估计约60秒）	约300秒	约235秒
单台推力	未披露	约400牛	约71千牛
典型用途	短时腾空、翻滚姿态控制	轨道机动、对接、姿态控制	发射中止（逃生）、备用着陆
控制方式	开关式（推测）	开关式脉冲	可在20–100%节流
毒性与处理	无毒，无燃烧	有毒、腐蚀性，需专门加注	同左
可否上路	尚未说明	不适用	不适用

表2 三类推进系统对比（比冲、推力为公开资料约值；Roadster一栏为第三方或估算，非官方）

为什么Roadster没用龙飞船那一套？

以下是基于工程常识的推断，而不是特斯拉的官方说法：

安全与法规：MMH与NTO有毒、腐蚀性强，需要穿防护服加注；一辆要面向消费者交付的车，几乎不可能用这种推进剂。

排放与热：化学发动机的高温尾焰会烧坏路面，也会对周围人员、车辆造成伤害；冷气排放只是低温气流。

系统复杂度：冷气系统只有气瓶、阀和喷管，质量、成本、可维护性远优于双组元系统。

代价：以比冲为代价，换来了安全与简单，也就是本文第三节算出的“只有几秒”。

换个角度看：如果把Roadster换成SuperDraco类发动机，同样的气体质量换成推进剂，悬停时间可以延长数倍，但这辆车就不再是“跑车”，而是一台需要地勤保障的飞行器了。

六、真正的风险：气瓶里的能量

把推进器和吸地系统都放到一边，这辆车最值得审视的部件其实是那两个气瓶。

按前文反推的压力（约350–450 bar）和600升的总容积估算，气瓶若发生瞬间破裂，释放出的气体膨胀能量约在40–45兆焦，相当于十公斤TNT量级（粗略估算，未计容器碎片动能分配等因素）。这个量级足以说明为什么载人航天对高压容器的要求极其严格。

SpaceX自己也有过教训：2016年9月，猎鹰9火箭在发射台上准备静态点火时爆炸，调查结论指向氦气COPV气瓶内的失效；在特斯拉公布的信息里，气瓶同样是COPV，只是被塞进了一辆跑车的每个空隙里。马斯克本人也说过，如果把安全放在第一位，就不要买这辆车。

一旦要走向量产交付，至少要回答：碰撞时气瓶如何保护？充气站与充气流程如何标准化？气瓶寿命、检测周期和报废怎么处理？带推进器的版本是否能上路？这些问题，目前特斯拉都还没有给出答案。

七、三个版本

特斯拉当晚公布了三个版本，官方称续航约300英里（约480公里），最高时速超过230英里（约370公里）：

版本	官方定位	座位	主要配置
Performance	“上路版”	2座	风扇吸地、主动空气动力学，不带推进器；预订金5万美元
Thrust	“赛道版”	2座	车尾冷气推进器，0–60英里/小时加速低于1秒；预订金25万美元
Rocket	“空中版”	1座	车身布置10个冷气推进器，仅限受邀预订

问号同样不少：量产时间定在2028年，价格尚未公布。

八、结语：整合的艺术

回头看，这套组合的看点在工程整合，而不是原理发明，风扇吸地来自赛车史，冷气推进来自航天，而龙飞船告诉我们，“把火箭发动机装进一台载具”早有先例，也有教训。特斯拉做的，是把一套低比冲、高安全性、响应极快的推进方案塞进一辆跑车，再在发布会上跑通一次。

它让人兴奋的地方是舞台上的几秒；它让人担心的地方是接下来的几年，从发布会走到2028年的交付清单，要经过气瓶认证、碰撞安全、噪声、法规和成本。至于这辆车到底是不是“飞行汽车”，也许更准确的说法是：它是目前最像飞行汽车的跑车，也是最快的、会跳的跑车。

附录：数据口径与来源

A. 数字的可信度分级

级别	内容	备注
官方披露（发布会）	三个版本、续航约300英里、最高时速超过230英里、10个喷口、两个COPV气瓶、约600升、约250公斤空气、2G吸力、2028年量产	经媒体转述；部分参数待官方完整规格
第三方推算	推力超过80千牛、演示车多带一个气瓶（气量三倍）	仅见于个别报道或分析
本文估算	悬停流量与时间、喷流功率、气瓶压力与能量、吸地负压与风扇功率、0–60加速度	见各节假设；仅说明量级
公开航天资料	Draco、SuperDraco推力与用途；Pad Abort测试；2019年事故	NASA、SpaceX公开资料及维基百科；比冲为约值