[KSP][坎巴拉太空计划]简单数值分析帮你在KSP中设计高效运载火箭 |
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前文回顾: 上期 ![]() 得出了一个在KSP火箭设计中最重要的结论即载荷比 P 和速度增量 Vt 的关系(具体符号含义见上期): ![]()
![]() 上期我们已经得出结论,每个引擎的效率曲线(P-Dv曲线)具有零点,意味着单级火箭不论怎么堆燃料,也有其能达到的Dv极限。上期我们讨论过,由于Kerbin赤道近地轨道(例如100km)入轨需要大概3400m/s的Dv,单级火箭是可行的,效率也还是可以的。但若想进一步提高效率(载荷比P),需要对火箭进行分级。分级的一个好处在于,第二级(上面级)可以利用比冲更高的,但仅在真空或低气压环境下才能发挥作用的引擎,例如LV-909猎犬,RE-L10贵宾犬,KR-2L犀牛,而不是从头到尾只利用第一级比冲相对较低,但在海平面环境可以工作的引擎。分级的另一个好处在于,可以使得火箭最终Dv达到单级火箭达不到的数值,例如我们需要6km/s的Dv(单级很难达到), 可以分级为2km/s + 4km/s 或 3km/s + 3km/s 的两级火箭,其中每一级的工作过程都独立,且由方程 (*)来描述。 ![]() 方程 (*) 蕴含着设计高效火箭(高P值)的思路,以两级火箭为例: 确定任务所需Dv,例如近地轨道 Dv = 3400m/s。 选取第一级(下面级)引擎及其个数,尽量选择效率高的(高喷气速度 设置整身推重比 计算全箭重量
计算第一级载荷比 计算(第二级+载荷)的质量 选取第二级(上面级)引擎及其个数,同步骤2。 计算第二级推重比 计算第二级载荷比
计算总载荷比 计算载荷质量 计算第二级质量 计算第一级质量 接下来就是按照计算所得的第一级,第二级,载荷的质量,堆燃料箱堆到对应数值就可以了。 ![]() ![]()
第二级推重比 ![]() 码字不易,码公式更不易,求赞!求三连! 步骤1-13可以制作成excel表格随时计算,up已经做好一个,但处于草稿阶段仅适合自用。类似于这种。下期更新KSP中具体设计实例及其重点难点,同时看大家需求,要不要做个新的excel。有编程能力的小伙伴也可以试着自己写个设计程序。 ![]() 步骤1-13所得结果与KSP插件Mechjeb 2计算结果一致,up早年的一些设计如图: ![]() ![]() ![]() ![]() |
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