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[특별편] 차 다섯 대를 뛰어넘으려면 — 포물선과 추력 계산

테슬라로드스터추력물리유체역학

차 다섯 대를 뛰어넘는 실루엣 차

새 테슬라 로드스터가 차 다섯 대를 뛰어넘었다고 보도됐습니다. 실제 시연은 바닥 추력기로 뛰어올랐습니다. 아래 램프 계산은 램프와 속도만으로 넘는다면 어땠을지 보는 비교용 가상 계산입니다.

영상으로 보기

▶ 유튜브 쇼츠로 보기 — 차 다섯 대를 뛰어넘으려면 — 포물선과 추력 계산

(가상 램프 계산) 30° 램프는 트럭에 걸립니다

30° 램프는 트럭에 걸립니다 개념도

거리와 높이는 공개되지 않아 거리 15m, 높이 5m로 잡았습니다. 30° 램프에서는 거리가 닿아도 최고점이 2.2m라 트럭에 걸립니다.

(가상 램프 계산) 53° 포물선으로 높이를 맞춥니다

53° 포물선으로 높이를 맞춥니다 개념도

차를 점으로 보고 공기저항과 비행 중 추력을 무시하며 같은 높이에 착지한다고 가정합니다. 높이까지 맞추려면 램프 53°, 시속 약 45km가 필요하고 체공 시간은 약 2초입니다. 앞으로 가는 속도는 시속 약 27km라, 가파르게 떠서 느려 보입니다. 총 비거리 15m·최고점 5m를 점으로 본 계산이며, 차체와 차량 전체가 통과하는지는 별도입니다. 추력 없이 날아가는 동안에는 체공 시간이 높이로 정해집니다.

궤적에는 무게가 안 들어가지만, 2.35톤이 5m에서 떨어지는 착지는 차가 버티기 어렵습니다. 착지 순간 아래로 초속 약 10m이고, 서스펜션 30cm로 세우면 약 40톤의 힘(약 400kN, 추정)이 걸립니다. 그래서 실제로는 추력기로 들어 올리고, 추력으로 제동해 내려옵니다.

실제 시연 방식: 추력 점프

램프 없이 추력으로 점프합니다 개념도

약 8.2톤의 힘(80kN)으로 약 0.35초 분사하면 5m까지 올라가는 계산입니다(80kN 전부 수직 가정, 분사 후 관성 상승 포함). 분사 구간은 1.44m이고 위치에너지는 약 115kJ입니다. 질량 2.35톤 고정을 가정했습니다. 체공 약 2초 안에 반 바퀴 회전과 착지 전 추력 제동을 준비해야 합니다. 착지 자세 확보는 별도 검증이 필요합니다.

필요한 공기에서 탱크를 역산합니다

필요한 공기에서 탱크를 역산합니다 개념도

최고점 7m를 따로 가정하고 점프·회전·착지에 필요한 공기를 거꾸로 계산하면, 처음 채울 공기는 약 230kg, 탱크로 약 600L 규모입니다. 보도된 600L·250kg과 비슷한 크기입니다. 초기 충전량이며 Isp 60s·사용률 60%를 가정한 추정입니다.

무게와 착지 계산은 롱폼에서 자세히 다룹니다.

전체 계산과 CFD 과정은 특별편 마지막에 롱폼으로 올립니다.

※ 발표값과 추정으로 계산한 것이라 틀릴 수도 있습니다. 무게·크기·체공 시간·점프 거리는 공개되지 않아 추정으로 계산했습니다. 틀린 부분은 댓글로 알려주세요. 출처: 발표 보도(paultan.org, Yahoo Autos 등). 영상은 이해를 돕기 위한 3D 개념도(실루엣 차)입니다.

디와이산업개발(주)은 산업청소·준설·탱크청소·고압세척을 하고 있습니다.

문의: 052-260-9983 / https://dyid.co.kr

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