Основы интерфейса (4): Планирование орбит

Kerbal Space Program: Основы интерфейса (4): Планирование орбит
В KSP 0.18 появился долгожданный инструмент для облегчения космических полётов — орбитальный планировщик. Он позволяет прокладывать желаемую траекторию и даёт подсказки для перехода на неё. Планировщик не является автопилотом — управление ориентацией и двигателями корабля по-прежнему ложится на игрока.

Основы орбитальной механики достаточно подробно освещены ранее (орбиты, манёвры), так что я не стану на них останавливаться.

Kerbal Space Program: Переименование корабля
На карте (M) космические аппараты отображаются различными значками, в зависимости от типа. Значок можно сменить вместе с названием при переименовании — эта опция доступна при правом клике на командном модуле.

Эллипс орбиты активного в данный момент космолёта отрисовывается голубым цветом, а всех остальных — серым. Клик на любом месте орбитальной траектории создаёт точку запланированного манёвра и вызывает координатный «румб». На нём отмечены три основные оси, с помощью которых можно задать непосредственно манёвр. Ось движения отмечена жёлтыми маркерами, ось нормали — пурпурными, а радиальная ось — синими.

Потянув за маркеры осей, мы задаём изменение скорости вдоль неё по импульсной модели. При этом пунктирной линией рисуется получающаяся после манёвра орбита. Поэкспериментируйте с разными осями и посмотрите, как они влияют на конечный результат. Потянув «цветок» мышкой, можно перемещать его по орбите.

Kerbal Space Program: Основы интерфейса (4): Планирование орбитЛевый клик сворачивает румб в звёздочку-снежинку, отмечающую место запланированного манёвра. Её можно развернуть обратно для дальнейших коррекций. Правый клик сворачивает цветок осей в значок с закрывающим крестиком, и запланированный манёвр можно отменить. Не забывайте удалять пройденные манёвры, поскольку автоотмены пока не предусмотрено.

Когда манёвр задан, в полётном интерфейсе NavBall'а появляются новые элементы. Шкала ΔV показывает, какое абсолютное изменение скорости нужно сообщить космическому аппарату для перехода на новую траекторию. Тёмно-синий, отдалённо напоминающий прицел Хищника, маркер курсовертикали отмечает направление, в котором должен быть сориентирован космолёт в момент импульса. Node in T отображает время, оставшееся до прохождения кораблём точки запланированного манёвра, а Est. Burn — приблизительное время работы двигателя, необходимое для достижения нужной дельты-V.

Kerbal Space Program: Основы интерфейса (4): Планирование орбит
Ранее мы обсуждали, что модель импульсного манёвра, которая используется для расчётов KSP, подразумевает мгновенное изменение скорости. В реальности, даже игровой, это недостижимо. Поэтому нужно постараться провести зажигание двигателей так, чтобы половина его прошла до заданной точки, а половина после. В этом случае погрешность будет минимальна.

Когда нужно совершить встречу в космосе, на помощь приходят дополнительные элементы планировщика орбит. Любой объект можно назначить целью, кликнув на него левой кнопкой. После этого орбита цели окрасится в салатовый цвет, а на нашей орбите появятся маркеры узлов и сближений.

Kerbal Space Program: Основы интерфейса (4): Планирование орбит
Маркеры AN и DN отмечают узлы — точки пересечения нашей орбиты с плоскостью орбиты цели. При наведении курсора на узел можно увидеть величину взаимного наклона орбит. Для успешного рандеву плоскости должны совпадать, то есть иметь наклонение около 0° относительно друг друга. Для изменения наклона нужно при прохождении одного из узлов направить импульс по нормали к плоскости орбиты в ту или другую сторону в зависимости от узла. Поэкспериментируйте.

Kerbal Space Program: Основы интерфейса (4): Планирование орбит
Места, где два корабля находятся на минимальном расстоянии друг от друга, на карте отмечены маркерами Intersection 1 и 2. Обычно точек максимального сближения две, соответственно маркеров — четыре. В каждой паре один из маркеров показывает положение нашего корабля, а второй — проекцию положения цели на нашу орбиту. При наведении курсора высвечивается минимальное расстояние между кораблями, когда они пройдут «рядом» друг с другом и оставшееся до сближения время. Я пишу «рядом» в кавычках, потому что максимальным сближением может оказаться и тысяча километров.

Kerbal Space Program: После совершения маневров корабли встретятся на расстоянии 700 метров
Для встречи на орбите нужно с помощью планирования манёвров добиться сближения на минимально возможное расстояние. Маркеры положения двух кораблей при этом сойдутся, образовав фигуру, напоминающую песочные часы. Обычно, для последующей стыковки, достаточно попасть в пределы 1 км.

Это были основы работы с планировщиком орбит в KSP 0.18. Практическое применение вышеописанного я продемонстрирую в одной из следующих заметок, когда буду рассказывать о сборке МКС. До связи!
Читайте также

20 комментариев

avatar
Andre , спасибо за то, что ты делаешь!
  • GAleX1
  • +1
  • v
avatar
Пожалуйста!
  • Andre
  • 0
  • v
avatar
Проверяю, правильно ли я понял. Для рандеву надо свести угол наклона, эксцентриситет (радиальный импульс? он же и угол поворота эллипса подправит?) и радиусы (перицентр и апоцентр — импульсом по оси движения) — так?

А как потом догонять (или ожидать) движущееся по той же орбите тело? Поочерёдно разгоняясь / тормозясь, чтобы возвращать орбиту к изначальным параметрам?
  • Anton
  • 0
  • v
avatar
Для начала надо свести плоскости, уменьшив угол наклона до минимума. Затем могут быть варианты.
При встрече орбиты должны стать полностью идентичны в тот момент, когда корабли близко. «На глаз» планировщиком проще всего сделать так, что орбиты сначала «соприкоснулись» на каком-то участке. После этого в области соприкосновения провести следующий маневр, чтобы отстать или опередить цель на нужное расстояние за следующий виток (чтобы отстать, твоя орбита должна стать больше, чем у цели, чтобы опередить — меньше). Следи за маркерами интерсекций и максимально сведи их. Следующий маневр проводится в момент встречи, чтобы максимально сравнять свою орбиту с орбитой цели.
Комментарий отредактирован 2012-12-25 16:21:39 пользователем Andre
  • Andre
  • +1
  • v
avatar
Точно, если я в узле эти манёвры делаю, то сам узел неизменен. Спасибо, теперь вроде бы смог представить :)

А стыковка требует одинаковых орбит? Или там такие промежутки времени, что можно в узле успеть всё сделать? И как меняются орбиты состыкованных модулей, если они не были изначально одинаковыми?

(это, наверное, и будет в следующей статье? :))
  • Anton
  • 0
  • v
avatar
Если аппараты подошли на расстояние стыковки и не разлетаются в разные стороны, значит их орбиты почти-почти одинаковы. Я уж не знаю, как это в момент стыковки обрабатывается игрой.

Если ты подошёл к цели на расстояние, скажем, 5 километров, то уже можно пытаться сблизиться без планировщика по приборам (об этом я ещё не писал). Этим мы вчера успешно занимались во время трансляции, (http://twitch.tv/andromolen/b/350811040 примерно с 2:11:00 :))
Комментарий отредактирован 2012-12-25 16:41:40 пользователем Andre
  • Andre
  • +1
  • v
avatar
О, спасибо! Круто, я не знал, что архивы можно смотреть :)
  • Anton
  • 0
  • v
avatar
Здравствуйте! Спасибо за сайт! Прошу помощи- не могу посмотреть twitch.tv/andromolen/b/350811040, в чём может быть дело подскажите пожалуйста? С уважением!
avatar
Работает даже в незалогиненом состоянии, к сожалению не знаю, в чём может быть дело, если другие ролики просматриваются.
avatar
Другие ролики смотрю а этот не включается? Сверху появляются 2 надписи: одна из них «Загрузите последнюю версию Addobe Flash Player» А у меня итак последняя версия установлена! Не пойму в чём дело!
avatar
И ещё хочу добавить: Вот если-бы соединить разработчиков KSP и Celestia (это программа симуляции звёздного неба в реальном времени), была-бы возможность полетать по натуральной звёздной системе, не так-ли? Это было-бы кру-у-у-то!!!
avatar
Очень хочу узнать: Среди аддонов к игре имеется докин-автопилот ORDA я не могу его найти? Помогите ссылочкой? Спасибо! С уважением!!!
avatar
Я не пользуюсь аддонами, так что может кто-то из более продвинутых пользователей подскажет :)
avatar
Стыковаться автопилотом — не тру, я говорю это, как модоюзер. Одно дело — инженерные моды, которые выдают статистику, которая в игре есть, но которую игра отдавать не хочет — вес, количество деталей, дельту скорости и соотношение мощность\масса.
Автопилот тоже бывает весьма полезен, в первую очередь — для поиска артефактов в конструкции нового корабля, когда еще не известно наверняка, способен ли он в принципе достигнуть орбиты, или потеряет управление и развалится на половине пути.
Будем откровенны — даже Олдрин и Армстронг использовали автопилот при посадке на Луну, да и Сатурн 5 управлялся отнюдь не вручную. И это — на первом компе с интегральными микросхемами.
Но регулярное использование таких примочек в значительной степени обедняет игру. Особенно это касается стыковки, которая была добавлена лишь в последнем обновлении и по определению еще не должна была стать так же банальна, как вывод на орбиту. Рандеву двух аппаратов на орбите может быть проблематично, но с новым планировщиком это лишь вопрос сноровки и запасов горючего.
Если то, что вы планируете собрать на орбите, использует больше стыковок, чем вы в состоянии произвести (даже используя сейвы) — может, это повод упростить конструкцию? Тем более, что стыковочные соединения имеют низкую прочность (без модов) и позволяют пристыкованным фрагментам очень сильно «гулять».
avatar
Интересный факт. Американцы всегда стыковались в ручном режиме, а вот наши впервые совершили стыковку в автоматическом режиме (и вообще на всех способных к стыковке кораблях у наших всегда стояла система автоматической стыковки, хотя по началу космонавты предпочитали переключаться на ручное управление). При том на аналоговой системе управления! (цифровая вычислительная машина на появилась у наших только на кораблях Союз-Т. До этого был ещё 7К-ЛОК, но он в полной комплектации был запущен только раз, и всё равно Н1 опять взорвалась).
Сборка больших кораблей на орбите — это тоже наши придумали. Для этого-то в общем автоматика стыковки и была придумана.
Но всё равно я лично предпочитаю в КСП ручное управление. При том, что я скорее инженер, чем пилот (а с самолётами у меня вообще не ладится — вот от автопилота для них я бы не отказался)
avatar
Это вообще очень странно. Я имею в виду, что в ссср всегда больше полагались на электронику, чем на людей (о чем, кстати, известный анекдот про первый пилотируемый полет). Хотя в ссср она была аналоговой и хреновастой проблемной, а в штатах — цифровой и вообще лучше.

Позволю себе процитировать недавно прочтенную байку о полете Бурана (который тоже был, да-да, автоматическим):
Первый и последний полёт «Бурана». Автоматическая посадка. Поскольку своих двигателей у «птички» нет, то к посадочной полосе её подводят с запасом высоты, который берегут до последнего. А перед самой посадкой «птичка» нарезает круг, сбрасывая излишек высоты. Чем ниже к полосе подошли, тем круг меньше. Огибающая всех возможных кругов выглядит как конус. Это дело так и называется: «конус рассеивания энергии». Собственно, таких конусов два — слева и справа от полосы.

Таки вот. «Птичка» садится, ЭВМ на борту уверенно ведёт на посадку. Наблюдающий комсостав сверлит дырки для орденов. А на земле по данным телеметрии аналогичный программный комплекс рассчитывает манёвры. С некоторым опережением рассчитывает — на земле вычислительные ресурсы мощнее. На завершающем этапе, когда как раз надо пролететь по этому конусу, комментатор объявляет, что птичка сейчас заложит вираж влево, чтобы сбросить избыток высоты. «Буран» поворачивает направо. То ли округление «плавучки» на борту сработало не так, то ли округление при передаче телеметрии округлило не туда, то ли направление осей перепутали, но «птичке» правый разворот понравился больше, а наземной ЭВМ — меньше.

Сколько народу перестало в этот момент дышать, сколько схватилось за своё и без того предынфарктое состояние, сколько подумало, что вместо дырки для ордена потребуется совсем другая дырка — история умалчивает.
А через полминуты «Буран» сел идеально. Навсегда, к сожалению…
avatar
Наши всегда придерживались принципа, что автоматика должна уметь провести весь план полёта без вмешательства человека. Но космонавт должен уметь взять ручное управление в случае каких-либо сбоев. Тот же Буран — на Шаттле системы автоматической посадки просто не было, а наши сделали. Вот только применения для Бурана толком не было: единственное, в чём он превосходил одноразовые корабли — это доставка грузов с орбиты (говорят, хотели вернуть на Землю Салют-7, но станция сошла с орбиты раньше, чем был сделан Буран)
А вот цифра… а была ли цифра тех времён в условиях космоса вообще достаточно надёжна? Всё-таки какой-нибудь шальной электрон может и программу сбить, если экранирование недостаточное. С аналоговыми схемами наши точно дружили куда лучше.
Кстати, читал где-то такое про бортовой компьютер на последней Н1 (тогда наши впервые поставили цифру на космический аппарат). При подготовке к пуску на одном из двух компьютеров (один стоял на третьей ступени, второй на орбитальном корабле, аппаратура была на них была идентичная) было обнаружено, что медь позеленела. Пришлось разбираться с этим делом и заказывать новый доработанный бортовой компьютер. Между прочим, эта ракета запускалась с заложенным профилем выполнения всей миссии в автоматическом режиме. При том, что из аппаратуры кораблей много чего в космос летело впервые
Испытания в СССР всегда проводились в полной комплектации с полным профилем миссии. Даже если до орбиты дотягивали с пятого раза.
avatar
По этой причине они были так затратны, странны и архаичны по своей природе. И когда американцы все таки набрали темп, стало очевидно, что командно-плановая экономика в авторитарном режиме именно что научно-технического прогресса добиться не может.
Я сейчас имею в виду известные факты: Королев не сошелся с КБ Глушкова, которое делало мощнейшие на тот момент (да и сейчас, Протон тому подтверждение) ракетные двигатели, пусть и работающие на гептиле, зато выдававшие необходимую мощность. Но Королев хотел керосин на атмосферных ступенях и кислород-водород на космической, как у Сатурна. Хотя ресурсов для этого не было никаких. Из-за этого пришлось ориентироваться на маломощные двигатели другого КБ, которые пришлось ставить на ракету дюжинами, и которые радостно трясли ракетой и отказывали в произвольные моменты времени. В добавок, из соображения экономии, испытаний изделия в сборе никто не проводил — попробуй испытай махину, в которой тридцать с лишним двигателей только в первой ступени.
Очевидно же, что если в ракете 5-6 мощных двигателей, то в них меньше частей, чем в 30-ти, и значит надежность будет в целом выше. В результате, личный авторитет Королева похоронил достаточно перспективный проект ур700, уже имевший двигатель. Который, в отличие от Н1, вполне мог бы дать необходимый для лунной программы носитель в разумные сроки.
avatar
Я всё-таки состыковался вручную, хоть это и сложно, но интереса больше! Нашёл я этот аддон, но он у меня не включился! Научился вручную! Желаю вам успехов в стыковке! Надо попробовать построить свой корабль и пристыковать к тому что уже летает!
avatar
Из своего небольшого опыта стыковок могу сказать, что самое сложное — в принципе свести два корабля друг с другом, если они запускались раздельно и запуск второго аппарата не подгадывался под время пролета первого, что без модов сделать сложно.
А вот когда корабли уже на расстоянии сотни метров и взаимная скорость близка к нулю — это лишь вопрос ловкости рук, терпения и наличия RCS в правильных местах.
Кстати о правильных местах, новый стыковочный режим меня не впечатлил (ну или я не научился им пользоваться). Стыковки я делал в классике, она дает больше контроля, а управляемость — наше все. Тем более, что стыковочный режим «игнорирует» двигатели, расположенные не на осях, а я этим грешу.

Оставить комментарий