Через тернии к звёздам. Часть 3: Крылья, ноги и хвосты

Per aspera ad Astra.

Проектируя самолёты в KSP я частенько вспоминал один мультик Крылья, ноги и хвосты. Действительно что главное для самолёта?

• Крыло
  
  
  
  1. Наиболее стабильны те аппараты у которых вектор крыла проходит через центр массы (для высотных машин можно немного сместить вектор к носу), когда этот центр тяжести не имеет тенденции к поползновению :)
  
  
  2. Помните: вектор подъёмной силы крыла направлен вверх и немного вперёд относительно плоскости крыла => для наилучшего КПД крылья надо крепить параллельно вектору тяги.
  
  
  3. Самолёт с наклонённым крылом будет страдать креном, так как вектор перестаёт быть параллельным осевой плоскости, для его стабилизации можно сделать крыло-противодействия под/над наклонённым (см X-wing).


• Хвосты и горизонтальное оперение


1. Чем дальше хвост, предкрылки, закрылки и горизонтальное оперение от центра массы тем сильнее их воздействие.


2. Чем выше аппарат в атмосфера тем слабее крылья, хвост, предкрылки, закрылки и горизонтальное оперение => если подгонку вектора делали при помощи наклона оперения, то это может сильно аукнуться в стратосфере.


3. Для большей стабильности желательно установить оперение так чтобы не сместить вектор крыла и не использовать наклон оперения.


• Ноги (Шасси)


1. Проявляют аномальные свойства массы — их вес в 0.5 тонн это фикция, НО в редакторе эта фиктивная величина делает полноценное смещение центра массы, что приводит к ненормальному поползновению топлива и «кривому» вектору крыла. Ставьте их последними и если это возможно, так чтобы не сместить центр массы.


2. Колесо у шасси имеет очень слабый поворот (если он вообще есть), поэтому устанавливать их надо так чтобы продольные плоскости не сходились и не расходились (не косолапте их в общем), иначе самолёт начнёт «махать» крыльями или танцевать ламбаду.


3. Чем шире установлены шасси тем стабильнее и надёжнее будет взлёт и посадка. Если шасси на пилонах или фермах да ещё и под наклоном, то желательно дополнительно их зафиксировать стяжками. Крепить шасси лучше на хорошо фиксированную деталь (нагрузки то на них сильные)


И создавая внеочередной самолёт я постоянно убеждался в том, что главное всё таки Пузо (центр массы):


• «Пузо» это единственное не статичное значение — двигатели попивая топливо вечно норовят его куда-то сдвинуть, а если у вас сложная структура подачи топлива, то тяжесть в одном из бортов достаточно частое явление. И ведь, что самое главное, на это динамическое чудо ориентируются крылья, ноги и хвосты. В общем следите за «пищеварением». Может стоит его упростить. Например разместив баки по центру массы.

В принципе шасси единственное что не завязано на центр массы (не считая аномалии), но они абсолютно не нужны для полёта, только взлёт и посадка :)


Немного об взлёте — часто бывает что модель не может его совершить пока не закончится взлётная посола и только в падении с неё самолёт внезапно начинает поднимать нос и спокойно лететь:

1. Приподнять нос или пододвинуть задние шасси ближе к носу, правда тогда скорее всего придётся быть аккуратнее на взлёте и посадке (берегите хвост :) ).


2. Усилить переднее горизонтальное оперение, если его нету то усилить крыло


3. Укоротить или усилить конструкцию — из-за большой длины и веса корпус может прогибаться, что сильно мешает отрыву или делает его просто невозможным (двигатели начинают вжимать самолёт в землю).

Почему я ничего не сказал про двигатели и воздухозаборники? Про двигатели и говорить то нечего — ставьте сколько вам нравится :), а воздухозаборники: круглые хороши при больших скоростях и высотах, радиальный и корпусной интенсивней поднимают эффективную высоту работы двигателей, т.е. для наибольшего КПД нужна сборная солянка. Но чем больше воздухозаборников тем сильнее сопротивление воздушного потока — если у вас орбитальный самолёт, то лучше закрывать их при переходе на космические двигатели.

И помните что машины с количеством двигателей (атмосферных) больше одного имеют привычку чихать, затухать и вообще любят дышать только полной грудью.
На этом пока собственно и всё + немного картинок.

Благодарю за неоценимую помощь в написании заметки:

Разработчиков игры Kerbal Space Program — за их творение ( v0.18.4 — v0.20.х ).
Avicorn `а — за поддержку и тестирование моих моделей.
Космонавтов: капитана «улыбку» — Jebediah, бортинженера и скромного гения Bill`а, пилота высшего пилотажа Bob`а, молодого пилота Allie ныне известного как «псих» — за тестирование старых и новых прототипов.
Сообщества ММОзговед, Linux, Yandex и разработчиков операционной системы Ubuntu 10.04 LTS — за то что они есть.
Разработчиков OpenOffice — за удобный редактор «Draw».

П.С.

Модели KSP v0.18.x

Buran (Буран) — Реплика Бурана переделанная под атмосферный старт: усилены основные двигатели и добавлен атмосферный блок разгона с системой слива лишнего топлива из корпуса.

SU-33 (space) — орбитальный боевой самолёт, на крылья подвешивается вооружение полезный груз.

SU-35 A (space) — должен был стать перспективным космическим перехватчиком, но вывести его и без нагрузки уже проблема.

Tiger — прототип внутрисистемного штурмовика корабля.

Tiger (+1) — спасательный внутрисистемный корабль. Вплоть до спасательных миссий на Mun (при переходе с версию на версию приобрёл дефект с распределением топлива).

X-wing — прототип первого орбитального корабля с гибридными двух фазовыми двигателями («антиграв» не доделан — слишком слабый).

MiG-415 s (МиГ-415) — прототип первого орбитального стелс истребителя-перехватчика с гибридным четырёх фазовым двигателем + тестовое вооружение (наглядный пример самолёта с кошмарной балансировкой из-за смещённого в хвост центра массы — без aSAS идёт нестабильный тангаж, но его скорость… после выхода 0.19 мне подумалось, что эта птичка явно в родственных связях с Жар-птицей).

For FUN

Стойкий двигатель (e-disk — 1,4 мб)

Корвет в огне (e-disk — 17,7 мб)

Предыдущие части:

Через тернии к звёздам. Часть 1: Прототипы.
Через тернии к звёздам. Часть "-1": Назад в прошлое
Через тернии к звёздам. Часть 2: Самолёты.