遊戲「坎巴拉太空計劃」里:重心(質量中心),升力中心,推力中心。應該如何對待才能讓飛機起飛/飛行穩定?
瀉藥。以下論述基於原版氣動,FAR請看單獨的FAR教程,詳見坎吧精品區,謹防挖墳。
本文部分參考資料圖片來自tsqzsl的博文《從靜穩定談起,看三種四代機的氣動設計》,如果需要更詳細的說明敬請參考原文,這裡不多贅述,感謝原作者和相關資料詳細的圖示。
首先要明確一個問題,我們這裡提到的「飛機」僅指純於大氣層內飛行的,推重比在合理範圍內(基本來說就是不大於1.2的玩意了,大於1.2的你愛怎麼飛怎麼飛,垂直升天都可以)的水平起飛固定翼飛行器,VTOL啦太空梭啦之類的都不在討論範圍內。
- 推力中心
推力中心不重要,只要離軸不太遠都沒問題。
這是實話,有不少人都會抱怨他們的推力中心偏了一點就會導致飛機非常難控制,然而仔細一看要麼是推力大過頭了導致抬頭或者低頭力矩過大,要麼就是重心設計有問題,頭重腳輕或者腳重頭輕,這些都是可能導致失控的原因,而不是那一點不在中軸線上的力矩分量,氣動對飛行器整體的影響比這個要大得多。
所以只要推力方向偏離機身軸線不是太遠,基本上都是沒有什麼影響的,當然要注意推力不能過大,推重比要適中。如果實在是偏離太遠那就沒有辦法了,建議重新設計。
- 升力中心
關於升心的問題,我們需要理解靜穩定性的概念。所謂靜穩定性,就是飛機在有擾動的情況下,是不是容易偏離自己的當前穩定姿態,具體的關係如下圖所示:
靜穩定表示飛機飛行會更穩定,但是同時因為不容易偏離姿態,機動性會相應變差;靜不穩定則相反,飛機的飛行穩定性會降低,然而機動性會更好。這種情況下就需要根據自己的需求進行選擇了,鑒於題主需要的是穩定,筆者推薦使用靜穩定布局,即升力中心(焦點)在重心之後。
順便現實中的戰鬥機會採用一種靜不穩定的構型以提高機動性,但是靜不穩定布局必須配合電傳飛控來使用(KSP其實自帶類似的機制,就是不開動量輪的SAS,可以試試看把座艙動量輪關掉來飛),否則靜不穩定性就會成為致命的問題,導致飛行中失控甚至墜機。
當然要注意,這個偏離距離不宜過遠,也不宜重合。偏移過遠就容易導致之前所說的頭重腳輕或者腳重頭輕問題,重合則兩邊都不甚討好,飛起來如同板磚,要取好一個平衡點。但是偏離多遠呢?我們看下一個命題。
- 重心
重心的位置,需要和後起落架(後三點式飛機請自行調整為前起落架)基本重合,或者相差不遠。
這一點很好理解,根據槓桿原理,動力臂與阻力臂長度之比越大,動作時越省力。起飛時的支點位置就是後起落架,所以阻力臂,也就是後起落架和重心之間的距離越短,飛機越容易起飛。基於以上原因,起落架位置最好就在重心的正下方,這樣起飛比較容易,不會拉半天才拉起來。
至於重心和升心的相對關係,我們完全可以參考一下現實中的飛機:
以上數據不一定準確,可能會有誤差,但是基本能反映設計思路了。重心和升心的偏離距離要有,但是也要有度,這個度到底是多少,就由玩家自己摸索得出了。
如果覺得咱這篇東西好像什麼都沒說那是正常的,KSP本來就有非常大的經驗成分,多玩多練才是熟練的不二法門。想要真正造好飛機,以上只是個基本指南,僅供參考,具體怎麼造還是要看個人經驗。
推力中心相對重心
大幅度靠後則 過於穩定,操作效應遲滯
剛好重合 則 剛好穩定操作效應極度靈敏,一旦失速會難以改出
靠前 則 無法保持穩定,一旦做出俯仰控制就會失控
講個笑話,在ksp里,你甚至可以造火箭…
瀉藥,其實貼吧教程里已經很全了,aa也說了,所以說邀我幹嘛?
如果是遊戲,我說啥都是白費口舌,你要問現實原理,私信我謝謝。
既然AA都說的這麼詳細了......
咱還能說什麼呢
(波波家的飛行板磚)
捏波波!
小裙子逐波波最可愛了www
天啊,,為什麼系統要推送這條問題給我回答!我連題目都沒看懂…
瀉藥~其實我不關注遊戲……這裡大咖比較多,這個問題我就不參與了 我怕我不懂裝懂被大咖們抓到了鞭屍
那個...靜不穩和氣動中心也就是焦點有關,升力中心是各個升力面之間作用與飛機的點,升力對此點無力矩,靠前靠後也只是有一定的抬頭或低頭力矩,重心和氣動中心之間的關係才是關於靜不穩和靜穩定的...重心如果靠後會俯仰時重心會總是趨向前方,於是造成加倍的俯仰力矩,這個和車子的重心靠上或靠下比較相似。個人建議三點重合,沒有好處也沒有壞處。ksp很久沒玩,也不記得裡面有沒有氣動中心指示,以上觀點只是根據個人淺薄的學識推到而出,歡迎論證,拍磚請輕拍....
在原版中,質量中心應當在升力中心前面,也不用靠前太多,這樣駕駛飛機更穩定一些,特別是著陸,如果質量中心在升力中心後面,靜穩定性不對,你會墜機的(這在太空梭當中非常重要)
當然,如果你追求靈活性而將小綠人的生命安全於不顧,質量中心當然可以在升力中心後面
這是我的觀點,不喜勿噴,可以幫我指正一下,謝謝
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