So fliegt der Tesla Roadster mit Druckluft

Drei Roadster für Straße, Rennstrecke und Flug

Tesla plant drei Varianten des neuen Roadsters. Die Performance-Version richtet sich an den öffentlichen Straßenverkehr und kombiniert elektrische Antriebe mit aktiven Aerodynamikelementen sowie einem Lüftersystem im Unterboden.

Die Thrust-Version behält zwei Sitze und ergänzt das Saugsystem um Kaltgastriebwerke am Heck. Tesla positioniert sie als limitierte Rennstrecken-Version. Die Rocket-Version verzichtet auf den Beifahrersitz und erhält das umfangreichste SpaceX-Paket mit Düsen rund um die Karosserie.

Staubsauger-Technik presst den Roadster auf die Strecke

Der neue Tesla Roadster nutzt in allen drei Varianten ein aktives Lüftersystem, das Luft unter dem Fahrzeug absaugt und bereits im Stand enormen Abtrieb erzeugt. Die Technik hat eine lange Rennsportgeschichte und verbindet sich im Tesla mit Elektroantrieb, aktiver Aerodynamik und Kaltgastriebwerken. Zusammen sollen die Lüfter rund 80 Kilowatt Leistung aufnehmen und bis zu 2G zusätzlichen Abtrieb erzeugen. Auf Wunsch verstärken Raketen-Triebwerke die Performance.

Kaltgas statt Verbrennung

Die Zusatztriebwerke verbrennen keinen Treibstoff. Sie stoßen komprimierte Luft durch Düsen aus und erzeugen dadurch Schub. SpaceX-Ingenieure unterstützen Tesla bei der Entwicklung der Hardware, der Ventile und der Steuerung.

Nach den bisher veröffentlichten Angaben speichern die Druckbehälter bis zu 250 Kilogramm Luft. Ihr Gesamtvolumen soll bis zu 600 Liter betragen. Tesla gibt für die Hecktriebwerke mehr als 80 Kilonewton Schub an.

80 Kilonewton entsprechen ungefähr der Gewichtskraft von acht Tonnen. Die Düsen liefern diese Leistung allerdings nur während kurzer Impulse. Sobald der Druck in den Speichern sinkt, muss ein Kompressor die Behälter wieder auffüllen.

Zehn Düsen für Schub und Lagekontrolle

Insgesamt zehn Kaltgasdüsen verteilen sich nach den vorliegenden Berichten rund um den Roadster. Vier Hauptdüsen sitzen am Heck und erzeugen den Schub nach vorn. Weitere Auslässe sitzen an der Front, an den Seiten und im Unterboden.

Die Düsen übernehmen mehrere Aufgaben. Sie beschleunigen den Roadster, unterstützen beim Bremsen und stabilisieren das Fahrzeug in Kurven. In der Rocket-Version erzeugen nach unten gerichtete Auslässe zusätzlich Auftrieb.

Seitliche Düsen können die Karosserie drehen oder eine Rolle in der Luft einleiten. Die bordeigene Software koordiniert die einzelnen Gasstöße innerhalb von Millisekunden. Tesla überträgt damit ein Regelprinzip aus der Raumfahrt auf ein Straßenfahrzeug.

Das Nummernschild gibt die Hauptdüse frei

Für den maximalen Schub nach vorn klappt das hintere Nummernschild auf Knopfdruck weg. Dahinter sitzt die zentrale Heckdüse. Elon Musk verglich den Mechanismus mit einem James-Bond-Gadget.

Kurze Schübe statt dauerhaftem Flug

Die große Schubkraft reicht nur für kurze Einsätze. Ein Flugmanöver über mehrere Sekunden kann nach technischen Analysen zwischen 150 und 250 Kilogramm Druckluft verbrauchen. Danach braucht der Bordkompressor viel Zeit für den erneuten Druckaufbau.

Tesla soll die Befüllung aktuell innerhalb mehrerer Stunden ermöglichen. Später strebt das Unternehmen eine Dauer von rund 30 Minuten an. Für den täglichen Straßenverkehr ist das System damit kaum geeignet; seine Stärke liegt in kurzen Leistungsspitzen auf abgesperrtem Gelände.

Der hohe Luftverbrauch verändert auch die Fahrzeugkonstruktion. Druckbehälter, Ventile, Leitungen und Kompressor beanspruchen Bauraum und erhöhen das Gewicht. Bei der einsitzigen Rocket-Version entfällt deshalb der Beifahrersitz.

Elektroantrieb und Raketen arbeiten zusammen

Der Elektroantrieb übernimmt beim Tesla Roadster die normale Fortbewegung. Die Kaltgastriebwerke greifen nur bei besonders starken Beschleunigungen, beim Bremsen, in Kurven oder bei Flugmanövern ein.

Tesla verspricht für die Rocket-Version eine Beschleunigung von 0 auf 60 mph (97 km/h) in weniger als 0,6 Sekunden. Die Heckdüsen liefern den zusätzlichen Schub, während das Lüftersystem den Roadster an die Fahrbahn presst. Bei einem Flugmanöver erzeugen die nach unten gerichteten Düsen den nötigen Auftrieb.

Der Roadster braucht dafür keine Brennkammern und keinen klassischen Raketentreibstoff. Die Druckluft expandiert beim Austritt mit hoher Geschwindigkeit. Dabei kühlt sie stark ab und kann die in der Premieren-Präsentation gezeigten weißen Kondenswolken erzeugen, die wie Rauch aussehen.

Mehr Technik, weniger Reichweite

Tesla hatte für den zweiten Roadster ursprünglich eine Reichweite von rund 1.000 Kilometern und einen 200-kWh-Akku angekündigt. Für die aktuelle Generation spricht das Unternehmen von mehr als 300 Meilen beziehungsweise rund 480 Kilometern.

Die SpaceX-Technik beansprucht zusätzlichen Bauraum und bringt Gewicht ins Fahrzeug. Die Druckbehälter, das Lüftersystem, die Leitungen und der Kompressor konkurrieren mit Batterie und Fahrgastzelle. Tesla musste das ursprüngliche Roadster-Konzept daher deutlich verändern.

Ob allein die Raketen- und Lüftertechnik die geringere Reichweite verursacht, lässt sich aus den bisher bekannten Angaben nicht ableiten. Die Differenz zwischen den frühen Versprechen und der aktuellen Planung bleibt dennoch erheblich.

Die Rocket-Version fährt nicht auf öffentlichen Straßen

Die Performance-Version soll für den öffentlichen Straßenverkehr ausreichen. Tesla verzichtet dort auf die potenziell gefährlichen Kaltgasdüsen und konzentriert sich auf Elektroantrieb, Aerodynamik und Lüftersystem.

Bei der Thrust-Version hängt die Zulassung vom jeweiligen Land und vom konkreten Entwicklungsstand ab. Die Rocket-Version richtet Tesla dagegen ausdrücklich auf abgesperrte Strecken und Demonstrationsfahrten aus.

Druckluft mit bis zu 690 bar, seitlich austretende Gasströme und abrupte Schubänderungen schaffen erhebliche Sicherheitsprobleme. Dazu kommen der hohe Geräuschpegel, das Crash-Risiko der Druckbehälter und die unvorhersehbaren Bewegungen bei einem Fehler der Regelung.

Die US-Verkehrssicherheitsbehörde NHTSA verlangt auch von Tesla die Einhaltung der Federal Motor Vehicle Safety Standards. Für die europäische Zulassung müsste die Rocket-Version zusätzlich die Vorgaben der StVZO und der europäischen Typgenehmigung erfüllen. Ein einsitziger Technologieträger für Flugmanöver dürfte aktuell kaum in diese Regeln passen.