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《坎巴拉太空计划》飞机设计攻略

来源: 乐游 2013/7/28 22:06:13

坎巴拉太空计划是一款制作类游戏,对于喜欢动手的玩家来说是个不错的选择,对于物理知识比较好的玩家来说可能会比较容易上手一些,下面是游戏的飞机制造攻略。

飞机设计攻略

1.前言

KSP是个打火箭游戏,打飞机一直都不是开发重点。从近一年以前航空元素正式加入游戏以来,可以说基本上没有什么改进:仍然是胡说八道一般的阻力、升力设定,0-6马赫全能工作的喷气引擎,甚至连货仓都至今欠奉(没有货仓,航天飞机发射上去看风景吗),哪怕有个客舱也行吧?

这半年多以来,最让航空迷们高兴的,实际上是一个叫FAR的mod。这个mod由航空相关专业人士精心制作,大大提高了KSP空气动力学模型的真实性。当玩家掌握了基本的飞机设计技术,还想有所突破的话,FAR会带来他更多的乐趣。后文将具体分析FAR都实现了哪些特性。

值得一提的是,0.21的新SAS系统对飞机操作很有帮助,而且还能和FAR在一定程度上兼容,这样看来开发组也不是什么都没提供嘛

2.推力和阻力

飞机的动力是由喷气引擎(jet engine)提供的。喷气引擎的原理,简化的说和火箭差不多,都依赖于燃料燃烧喷气做功。但是,火箭必须自带氧化剂,而喷气引擎从大气当中吸入空气作为氧化剂。这个原因再加上特定的设计,能够使得喷气引擎的比冲(specific impulse, Isp)比火箭大的多

也就是说喷气引擎比火箭省油很多。为了航程,请果断放弃设计人操火箭~

值得注意的是,如图所示,喷气引擎是有最大速度的,达到了一定速度推力就会变小,以至没有推力,这正是制约空天飞机设计的主要因素(空天飞机是指既能在大气中飞行,又能靠自身动力进入太空的飞机)

当前版本提供了两种喷气引擎,如图,左边的叫turbofan,也就是涡扇,比较省油,但是最大速度只有3马赫左右(1马赫=1倍音速=约300m/s)
右边的叫turboramjet,听起来就和SR-71黑鸟的引擎原理差不多,属于涡喷和冲压引擎(ramjet)的结合,高速性能极强,最大速度可达6马赫

 

图为SR-71"blackbird",曾飞过3.2马赫,小绿人表示纯属战五渣。

航空煤油

喷气燃料和火箭燃料是一样的,都叫Liquid Fuel,但是我们既然不需要氧化剂(oxidizer),为了节省重量,用图中的三种燃料罐做机身就够了,节省重量

进气道

能提供空气(intake air)的部件有如下四个。实践显示,下面的那个进气效率是最高的,上面的三个相比之下只有缺点没有优点,都是卖萌的

简单的说,飞机一定要有至少一个进气道,否则喷气引擎无法启动。不难想象,进气的量和三个因素有关:大气密度、飞行速度和进气道的角度

飞机爬升的过程中,大气密度不断降低,进气量少到一定程度,引擎就会自动熄火。如果是一侧的引擎先熄火而另一侧没有熄,那么飞机就会进入欢乐的死亡螺旋。

我们想飞的更高不想熄火怎么办?可以稍稍的收油门,或者让MJ帮你收油门,或者多堆进气道(堆橙罐、堆固推、堆引擎、堆进气道,很多KSP玩家就是这样:/)。事实上堆进气道是空天飞机设计的重要思路和通行做法,其原因实际是原版错误的阻力和升力计算方法,这一点下文再谈。

值得注意的是,进气道不一定要放在引擎前面,它放在任何地方效果都是一样的

阻力

根据研究FD=.5*density*velocity2*(max_drag1*m1+max_drag2*m2

值得肯定的是,阻力和密度成正比,和速度的平方成正比,这个最起码搞对了

可以看出在这个模型下

1.阻力和迎风面积没有关系,比如说三个燃料罐,竖着串起来和横着并排放的阻力是一样的(怪不得好些人的火箭都是横向发展呢)

2.迎角对阻力的影响不大,比如说一枚火箭,竖着飞横着飞斜着飞阻力都差不多,(使得火箭也好飞机也好就跟踩着棉花套一样飘飘的)。甚至机翼这个片片,竖着飞横着飞阻力也差不多。这个效应应该是通过angular_drag参数控制的,但是所有的零件这个参数好像都是1或2?

3.追求所谓的流线型优美设计没有用,什么整流罩、头锥的都是装饰品

4.如果查看cfg可以发现,max_drag都是事先定义好的,比如三角翼是0.2,驾驶舱是0.1,降落伞是40等等,咦为什么都是整数呢,为什么呢?原因就是这些系数都是开发组胡乱脑补出来的

总之,阻力不是飞机设计的重点,玩家也无法通过优化设计来降低阻力,所以操心也没用。

有一个例外就是,如果你堆了太多进气道,可以再低空飞行时关闭一部分,能有效减低阻力

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