Экономичное торможение при посадке на планету

Как подгадать момент для быстрой и экономичной отработки посадочными двигателями

Экстрим ради экономии

Введение в игру водородного топлива дало возможность строить маневренные и легкие корабли. В иных случаях это - единственно верное инженерное решение в создании орбитально-планетарного корабля, и создатели таких машин хорошо знают о трудоемкости добычи топлива.

Ко множественным способам экономичного расходования водорода можно добавить способ входа в атмосферу и спуска на поверхность космического тела.

Руководство находится в бета-версии и будет дополняться. Комментарии приветствуются.

Техника затяжного прыжка

Теория говорит о том, что, учитывая определенные факты, можно отработать посадочными двигателями всего один раз - и остановиться в нескольких метрах от поверхности.

Расчет высоты пуска двигателей потребует слаженной работы и знаний членов экипажа, которых часто представляет один и тот же игрок.

Это руководство для космического инженера.
Это руководство для космического навигатора.
Это руководство для космического пилота.

Все они знают свой корабль от и до, могут принять во внимание каждую мелочь, приходящую извне и выжать из своей машины все возможности до последней капли, чтобы получить точно спрогнозированный результат.

Космоинженерный институт

Не только инженер - все знают, что одна из главных характеристик корабля - способность изменять свою скорость за промежуток времени. Она называется ускорением и выражается в скорости, изменяемой за секунду: (м/сс)

Масса - немаловажная величина, характеризующая инертность корабля. Тяжелую машину просто так не разгонишь в отличие от легкой. Массу современных махин удобно считать в тоннах (т)

Пускай инженер не помнит все детали машины до последнего винтика, но уж количество двигателей в каждой плоскости он знает точно. Более того, бортовые системы корабля быстро подскажут, сколько водородных ускорителей направлены вниз и будут препятствовать своей тягой притяжению планет. В сумме выходит немалая сила, выражаемая в килоньютонах (кН)
__________________________________

В днище корабля установлены четыре больших водородных двигателя, каждый по 6 000 кН.
Значит, общая тяга - 24 000 кН. Откуда это известно? Достаточно войти в К-меню где перечислены все системы корабля, отыскать нужный двигатель и выполнить "перехват тяги". Эта опция доступна даже для недостроенных двигателей, что очень удобно.

Еще легче - узнать массу корабля в кресле управления. Она написана точно сверху:
1 200 000 килограмм, иначе - 1200 тонн.

Узнать ускорение тоже не составит труда: здесь поможет физическая формула:

ускорение - это сила, деленная на массу.

Зарешаем! 24 000 кН / 1200 т = 20 м/сс. И это - ускорение, обеспечиваемое днищем корабля, оно же - скорость торможения! Двадцать метров в секунду за секунду.

Техническое ускорение корабля очень важно в навигационных расчетах, поэтому его необходимо сообщить навигатору.

Академия космической навигации

Двадцать метров в секунду за секунду? Это хорошее значение, однако, техническое ускорение в расчетах использовать нельзя.

Мы отправляемся на планету земного типа с гравитацией 1G, а значит, ускорение свободного падения будет равняться 10, точнее, 9.81 м/сс. Так нас будет притягивать планета.

Маневровое ускорение - это наше, техническое ускорение минус ускорение свободного падения.

20 м/сс - 10 м/сс = 10 м/сс. Это возможность нашего торможения в поле полного притяжения

______________________________

Игровое ограничение скорости - 104 м/с. Значит, это будет максимальной скоростью падения, которую будет нужно погасить до нуля. За какое время мы успеем это сделать? Разделим максимальную скорость на маневровое ускорение.

Посчитаем: 104 м/с / 10 м/сс = 10,4 секунды. Ровно столько займет торможение посадочными двигателями до полной остановки.

И, наконец, расстояние. Сколько мы успеем пролететь, пока не остановимся? Каков будет тормозной путь? Это тоже легко посчитать: Скорость умножим на время, а потом разделим пополам:

(104м/с * 10,4 с) / 2 = 540 метров. Это то, что мы искали. Графически расчет выглядит так: мы ищем площадь голубого треугольника.


Теперь, когда ясно расстояние, его нужно сообщить пилоту. Он знает, что делать с этими данными.

Космолетная академия

540 метров. Это совсем малое расстояние. Спуск будет страшный, но, будем надеяться, расчеты инженера и навигатора верны.

Каждый корабль оборудован радиовысотомером, который указывает расстояние до поверхности. И не важно, где мы летим: над лесом, горной цепью или ледяной пустыней - на высотомере всегда будет отображено расстояние до поверхности. Этот тот прибор, на который нужно опираться при посадке.

Посадке будут предшестовать еще несколько процедур, одна из которых - гашение горизонтальной скорости. Пока мы будем падать вниз, корабль может снести в сторону - как раз на возвышение или скалу, и тогда на реакцию полагаться будет глупо. Снижение должно будет происходить строго вертикально.

Само собой, нужно заблаговременно выбрать посадочную плоскость корабля. Инженер говорит, что конкретно эта машина приспособлена к посадке на брюхо - там самая мощная тяга. А вот предыдущий корабль взлетал и садился вертикально, как ракета, потому что самая мощная тяга там была маршевая.

И, конечно, держать корабль ровно при снижении. Если спускаемся брюхом вниз, то следим за авиагоризонтом, если носом вверх - за указателем вектора притяжения.

Наконец, внимательно следить за высотой. 540 метров - это точка запуска гасителей, но точка крайняя. Запускать нужно чуть-чуть повыше.

Примечания

Посадочная тяга - это тяга всех тех двигателей, которые направлены в одну и у же сторону - в сторону земли.

Тягу можно узнать, если войти в К-меню, выбрать двигатель и выполнить "перехват" тяги, уведя ползунок на максимальное значение. Сила двигателя будет отображена справа.
1 МН = 1000 кН

На техническое ускорение влияют только масса и тяга. Тяга никогда не меняется, а вот изменение массы вследствие загруженности или пристыкованной техники нужно брать в учет.

Не обязательно придерживаться точных данных. Округляйте значения, чтобы быстро считать в уме. Например, максимальную скорость берите за 100м/с, ускорение свободного падения при 1G - 10 м/сс. Полученная высота - это последняя точка, берите небольшое практическое упреждение.

О гравитациях планет и ускорении свободного падения.
Умножаем G на 10.
0,25G = 2,5 м/с
1,1G = 11 м/с


Руководство находится в бета-версии и будет дополняться. Комментарии приветствуются.

[prof_dolf]

это не тавтология, так иногда называют ускорение. Здесь автор говорит что ускорение равно 20 м/с²

[^^4|X4|X4]

исправь тавтологию " Двадцать метров в секунду за секунду. "
т.е. - Двадцать метров за секунду

[FDH_Abenja]

Я всё понимаю, но зачем так проявлять свою быдлячесть и невоспитаность. Человек, может не знать, как печатать м/с². Вместо бесссмыленых оскорблений, лучше бы подсказали.

[Builder De Asai]

Считал также, пока не посчитал посадку на планету с 2 и 4 g. Ради интереса можете посчитать сами. Расчеты покажут вам торможение слишком высоко, так как в наших с вами расчетах g константа и задана максимальным притяжением, а оно динамическое и зависит от текущей высоты. Пытаюсь придумать качественный расчет.

[Morlock [UA]]

Ой не знаю... Модовые движки меня плавно тормозят при заходе на планету со скорости 2000м/с до приемлемых 120-150м,с за 20-25км, что занимает от силы секунд 20.
Движки из мода https://steamcommunity.com/sharedfiles/filedetails/?id=1937341783

[Di Crash]

Фейспальм. Что еще за "посадочная тяга"? А если вы по касательной заходите? То "посадочная тяга" это все еще та же тяга, вектор которой направлен в сторону центра масс планеты? Учите матчасть уважаемый. При посадке летательных аппаратов, на вроде тех про которые вы вероятнее всего пишите, вектор тяги всегда коллинеарен (сонаправлен) вектору скорости.

[Evgeny(ru/eng)]

Посадку можно хорошо смягчить, если садимся на колёсное шасси большого диаметра. Также пробовал делать собственные амортизаторы, которые очень хорошо гасят удары приземления: колёсное шасси посажено на скрещённые палки, которые соединяются с кораблём роторами; именно настраиваемая сила роторов определяет жёсткость подвески - подстраиваем под вес корабля.

[THX-11-38]

@shmevyulok
Да, гораздо проще. Руководство было выпущено в 2016 году, тогда парашютов еще не было. В те времена так и крутились.

[shmevyulok]

А не лучше ли будет использовать парашюты?

[atllan]

@THX-11-38
Да дело в том, что принципы немного меняются. Потому что помимо расстояния до планеты, при достижении которого надо включать двигатели, нужно ещё найти и скорость в этот момент, иначе в уравнении движения появляется ещё одна неизвестная переменная. Поэтому в данном случае приходится использовать два уравнения - уравнение движения и уравнение сохранения энергии.