Real Solar System в Kerbal Space Program для дилетантов #2⁠⁠

Добрый вечер, Инженеры. Отдельно приветствую моих первых подписчиков :)

Кракен из KSP настиг меня даже на пикабу! Пишу этот пост уже третий раз, надеюсь сейчас получится....

Первую записку про покорение космоса вокруг Земли в KSP приняли достаточно тепло, значит, продолжаем. Если кто не видел, милости прошу.

pikabu.ru/story/real_solar_system_v_kerbal_space_program_dlya_diletantov_1_5074339

Осторожно, многабукаф_и_картинок. Я вас предупредил. (◉◡◉)

В комментариях к прошлому посту отмечали неуместное использование стоковых компонентов. Да, я осознаю, что ванильные движки и баки были заточены под Кербинские масштабы, и ракеты на реальной Земле с ними получаются куда тяжелее. Но освоение реализма стоит начинать потихоньку. Через некоторое время мы доберемся до реальных движков, конфигов и прочих страшных штук. Спешить не стоит.

В сегодняшней записке начнем конструировать нашу первую ракету, обсудим основные моменты.

Постройку любой ракеты в KSP стоит начинать с корабля, который будет бесцельно бороздить просторы вселенной выполнять вполне определенную задачу. Задача корабля на сегодня - отработка технологии ракетостроения в условиях измененного масштаба мира. Поэтому главная его задача - производить управление, иметь определенную (и, желательно, легко изменяемую) массу и состоять из небольшого числа деталей. Я пришел к следующей конструкции:

Назначения управляющего модуля, солнечных панелей, батарейки и SAS, думаю, очевидны. Конусный бак сверху больше для эстетики, на нем так же размещаю антенны:

А) всенаправленная, Communotron-16s, стоковая деталь, имеет самый большой радиус действия из "неломающихся" всенаправленных, 1500km. Используется во время полета в атмосфере.

Б) всенаправленная, Communotron-32, из Remote Tech, имеет самый большой радиус действия из раскладных всенаправленных, 5000км. Для связи на низкой орбите между аппаратами и с наземными станциями.

В) направленная, Communotron DTS-M1, стоковая деталь. Радиус действия 50 000км, достанет до геостационарного спутника, уго раскрытия сигнала 45 градусов.

Сверху на баке сидит теплощит. Периодически я топлю спутники в океане, люблю наблюдать за спуском в атмосфере. В KSPшной реальности этот щит помогает спутнику не сгореть при аэроторможении. (⊙_⊙)

В самом низу находится процедурный бак для Ore. Это очень плотная субстанция в игре, такой бак удобно использовать в качестве груза.

Используя эту конструкцию, можно получить от 2 тонн веса. В нашем случае я возьму с собой целых 8 тонн, так как ракета будет применяться для вывода спутников на геостационар, а это влечет за собой дополнительные затраты топлива.

Если есть желание строить ракеты экстра-легкого класса, то следует взять детали на диаметр 1.25. Так же можно не париться со связью, взяв управляемый модуль. Но лично мне жалко кербонавтов, я ж не живодер.

Так, с кораблем вроде разобрались, ставим декуплер, кутаем в обтекатель и переходим к ступеням ракеты.

Здесь стоит обсудить показания DeltaV Status от MechJeb'a.

Здесь вывел все, что умеет он показывать. Забегая вперед, это показания для построенной в этом посте ракеты. Обсудим самое основное.

Нумерация ступеней идет в направлении от корабля к стартовым двигателям, будем придерживаться этой терминологии.

Важнейший параметр для носителя - TWR (Thrust-to-weight ratio, тяговооруженность), отношение тяги двигателей ступени к весу, который эти самые двигатели толкают. Значение приводится для тяги двигателя в вакууме.

SLT - тот же TWR, только уже в атмосфере.

Для 4-ступенчатой ракеты мною были найдены оптимальные значения тяговооруженности каждых ступеней:

1 - TWR 1.0

2 - TWR 1.2

3 - TWR не ниже 1.4

4 - SLT 1.5

При построении ракеты стоит придерживаться этих значений и будет нам счастье.

Если у вас есть личные предпочтения по тяговооруженностям - используйте на здоровье :)

deltaV - характеристическая скорость, изменение скорости толкаемой части ракеты при полной выработке топлива. Здесь нужно придерживаться суммарного значния deltaV всех ступеней в вакууме около 9500. Этой цифры мне было достаточно для вывода большинства ракет с помощью MechJeb. Тонкости вывода на орбиту обсудим в следующих записках.

Крайне важным моментом в построении ракеты является выбор двигателей. Именно поэтому мне было крайне сложно приходить в реализм на полноценных сборках. Двигателей много, их вариантов еще больше, головокружительное многообразие. В нашем случае используются привычные стоковые двигатели не по назначению.

Для ступени 1 стоит выбирать максимально эффективный двигатель. Poodle, настало твое время!

350 ISP в вакууме - максимальное значение для стоковых движков. Для работы двигателя требуется топливо, которое будет храниться в процедурном топливном баке. Это позволит оперативно менять кол-во топлива ступени в пару кликов.

Добавляем бак, щелкаем на него правой кнопкой мыши, видим параметры настройки:

Поигравшись с размерами, устанавливаем такой объем бака, чтобы TWR текущей ступени был 1.0, как сказано выше.

Собственно, результат:

Переходим к ступени 2. Здесь нужен двигатель в несколько раз мощнее, при этом все еще макисмально эффективный. Rhino идеальный кандиат:

Тяга как у 8 пуделей, эффективность не сильно ниже. Повторяем алгоритм подбора размера бака, добиваясь TWR 1.2, с той лишь разницей, что диаметр нового двигателя больше. Ставим процедурный консусный бак сверху и радуемся:

Сразу скажу, что можно сделать ракету одного диаметра по всей длине, но такой подход не всегда дает красивый результат, плюс есть некоторое неудобство при использовании двигателей другого диаметра:

Здесь двигатель на 2.5м стоит на баке 3.75м. Если будем использовать стандартный кожух двигателя, получим инвалидного уродца. Приходится сооружать к нему такой костыль в виде промежуточного обтекателя, замкнутого на бак верхней ступени. Ну, хоть что-то.

В конце поста я приведу пример "ровной" ракеты с теми же характеристиками, какие мы получим при "пузатой".

Пора приступать к постройке 3 ступени. И здесь выбор двигателя не так прост, как кажется.

На первый взгляд все легко, берем двигатель мощнее и вперед... Самый мощный двигатель в игре - Mammoth:

Но при его использовании и соблюдении ограничения на TWR, получаем слишком маленький бак на 3 ступени.

Дополнительное неудобство - на этот двигатель нельзя навесить 4 ступень снизу, а иногда очень надо. Что делать?

(╮°-°)╮┳━━┳ (╯°益°)╯彡┻━┻

Удалить KSP, выкинуть комп в окно и повеситься на кабеле от интернета

Ищем альтернативу.

Ищем...

И..... находим одну интересность в виде двигателя Vektor.

По сути, это четвертинка Мамонта. Только диаметром 1.25м. И еще с парой плюшек в комплекте.

Плюшка раз: это единственный маршевый двигатель, который можно прикрепить на любую поверхность топливного бака, а не только на точку привязки

Отлично, пошли запускать

То есть, используя симметрию, можно поставить несколько двигателей на свободную нижнюю поверхность бака вокруг одного центрального. И тут скрывается еще одна фишка:

Двигатели можно устанавливать с наложением! И никаких проблем не будет. Ни перегрева, ни спонтанных взрывов, ни расколбаса...

Что же получается, можно усеять этими двигателями всю поверхность бака и получить ракету с бесконечной тягой? Ну, в теории да. Но я стараюсь делать более-менее реальную картину.

Итак, нам нужно много тяги. Эмпирическим методом научного тыка мною было установлено, что для этой ракеты хорошо бы иметь 9 двигателей. Собственно, 1 в центре и 8 по периметру. Да, немного накладываются при таком диаметре баков, но жить можно:

Использовать 7 штук маловато. 9 в самый раз.

Повторяем шаманство с размером бака 3 ступени. При этом на всякий случай ориентируемся на SLT 1.5, вдруг нам хватит уже ступеней:

9081, мы на финишной прямой!

Можно добавить снизу еще одну ступень, но тогда мы получим концепцию советской H1, судьбу которой мы все прекрасно помним. Вместо этого вспомним про такую прекрасную вещь, как твердотопливные ускорители!

Поставив 12 штук (2 партии по 6 красиво встают), настроив запуск ТТУ одновременно с 9 Векторами, видим заветные 9575 дельты! Ура, товарищи!

Но, мы же инжерены, надо довести все до идеала! При установке ТТУшек у нас поехали значения TWR на 3 и 4 ступенях. Увеличиваем бак 3 ступени до правильных 1.5 SLT на старте:

10152 дельты! Что может быть лучше? Лучше - вывести на орбиту больше груза!

Проведем шаманство с баками нашего корабля и ракеты в следующей последовательности:

Увеличиваем вес корабля до снижения дельты в 9600 -> уменьшаем бак на ступени 1 для соблюдения TWR 1.0. Вуаля, наша красотка готова!

С выбранным нами набором двигателей и заданными значениями TWR ступеней, наша малышка может вывести почти 11 тонн! Для первой ракеты более чем достаточно.

Да уж, крупновато получилось описание. Но реальность ракетостроения в хардкорном реализме включает в себя в разы больше тонкостей! Что уж говорить о настоящих ракетах. А вы все о падающих Протонах говорите...

Прилагаю обещанную стройную близняшку:

Технически, ракеты идентичны, но эта, на мой взгляд, слишком длинной выходит. Тут уж каждый сам решайте, какую стратегию брать.

На этом закончу сегодняшнее повествование.. Время уже за 3 часа ночи, а сел писать я в 8 вечера.. Отметил закрытие сессии называется. Спасибо, Кракен!

Спасибо всем, кто дочитал. В следующей записке мы будем запускать нашу красотку.

Если расскажете, как прикреплять сторонние файлы к посту, то поделюсь крафтами. Список модов будет в комментариях.