kspalculator

Kspalculator

Kspalculator adalah alat yang menentukan desain propulsi roket terbaik untuk satu tahap roket, diberi serangkaian kendala dan preferensi .

Kendala adalah sifat pesawat ruang angkasa yang harus dipenuhi. Ini adalah muatan yang mungkin dan Delta-V serta akselerasi minimum yang dicapai di lingkungan dengan tekanan udara yang diberikan. Preferensi adalah properti lebih lanjut yang mungkin dipenuhi oleh desain propulsi agar lebih disukai. Contoh untuk preferensi adalah sudut vektor dorong, ukuran radial, apakah mesin dapat menghasilkan tenaga listrik, dll.

Yang merupakan desain terbaik sangat tergantung pada aplikasi spesifik. Desain mungkin lebih baik dari yang lain, jika lebih murah atau memiliki massa yang lebih rendah, tetapi mungkin juga dianggap lebih baik jika dapat dibangun menggunakan lebih sedikit teknologi atau jika lebih baik memenuhi beberapa preferensi yang diberikan. Jelas, tidak mungkin untuk menyortir semua desain propulsi berdasarkan "kebaikan" mereka, jadi mungkin ada lebih dari satu yang merupakan yang terbaik setidaknya dengan beberapa kriteria. Alat ini menyajikan semua desain terbaik.

Ada frontend web resmi untuk kSpalculator di: https://kspalculator.appspot.com/.

Fitur

Kspalculator mengevaluasi semua desain yang mungkin, memeriksa apakah mereka memenuhi persyaratan pengguna, dan kemudian memeriksa apakah itu desain terbaik menggunakan relasi " A lebih baik daripada B IFF A lebih baik daripada B dengan kriteria pengguna mana pun ". Hanya desain terbaik yang kemudian disajikan kepada pengguna. Dengan cara ini, pengguna memiliki fleksibilitas maksimum untuk menggunakan jenis propulsi yang memenuhi kebutuhannya terbaik, masih tanpa dispam oleh solusi non-optimal.

Tahap mungkin memiliki persyaratan yang berbeda untuk akselerasi minimum untuk fase penerbangan * yang berbeda * melalui tekanan udara yang berbeda dan persyaratan delta-V yang berbeda. Misalnya, Anda mungkin memerlukan percepat kapal dengan 1000 m/s dengan akselerasi 3 m/s², dan kemudian 500 m/s dengan akselerasi 7 m/s².

Selain mempertimbangkan mesin bahan bakar cair klasik serta penguat bahan bakar padat , Kspalculator juga mempertimbangkan menggunakan motor roket atom lv-N , Propulsi Listrik Dawn IX-6315 dan mesin monopropellant O-10 puff .

Dianggap kriteria untuk memutuskan apakah suatu desain lebih baik dari yang lain

• Massa,
• Biaya,
• Apakah itu dapat dibangun dengan teknologi yang lebih mudah tersedia,
• Apakah gimbal (vektor dorong) tersedia, atau rentang vektor dorong,
• Apakah ia menggunakan monopropellant sebagai bahan bakar, yang juga digunakan oleh pendorong sistem kontrol reaksi (RCS),
• Apakah mesinnya menghasilkan tenaga listrik,
• Panjang mesin, seperti mungkin bermakna saat membangun pendarat,
• Apakah itu memenuhi preferensi ukuran radial pengguna.

Meskipun menghitung ini terdengar sangat canggih, desain terbaik disajikan kepada pengguna biasanya dalam waktu kurang dari satu detik . Informasi yang ditunjukkan tentang setiap desain mencakup daftar rinci karakteristik kinerja , yaitu Delta-V yang benar-benar dapat dijangkau (yang mungkin sedikit lebih dari yang diperlukan, karena pembulatan ke ukuran tangki), akselerasi pada dorongan penuh serta massa pada awal dan akhir dari setiap fase penerbangan .

Penggunaan

GUI

Ada frontend web resmi untuk kSpalculator di: https://kspalculator.appspot.com/.

Di sini kami menjelaskan cara menggunakan alat baris perintah kSpalculator, tetapi konsep dasar tidak bervariasi.

Instalasi

Pastikan Anda memiliki Python, setidaknya versi 3.4 diinstal.

Jika Anda telah diinstal PIP, Anda dapat menginstal KSPalculator menggunakan

 Pip3 Pasang kSpalculator

Sebagai alternatif, ambil versi kspalculator terbaru di https://github.com/Aerdergr/kspalculator/releases. Instalasi kemudian dilakukan dengan membuka ritsleting arsip dan menelepon

 instalasi python3 setup.py

Penggunaan dasar

Kspalculator dipanggil pada baris perintah. Sintaks adalah

 kspalculator [--boosters] [--Cost] [preferensi] <Payload> <delta-v [: akselerasi [: tekanan]] [...]>

di mana payload adalah muatan dalam kg dan Delta-v[:acceleration[:pressure]] adalah tupel dari delta-V yang diperlukan dalam m/s, akselerasi dalam m/s² dan tekanan lingkungan di ATM (0,0 = vakum, 1,0 = tekanan permukaan laut kerbin) untuk setiap fase penerbangan. Anda harus menentukan setidaknya satu dari tupel ini. Akselerasi dan tekanan adalah opsional dan default ke nol.

Jika Anda menambahkan --boosters , Kspalculator akan mempertimbangkan untuk menambahkan penguat bahan bakar padat. Ini sangat berguna untuk tahapan peluncur.

Opsi untuk preferences adalah:

• --preferred-radius {tiny,small,large,extralarge} : Radius yang disukai dari panggung. Tiny = 0,625 m, kecil = 1,25 m, besar = 2,5 m (rockomax), ekstralarge = 3,75 m (Kerbodyne),
• --electricity : Lebih suka mesin menghasilkan listrik,
• --length atau --lander : lebih suka mesin yang pendek atau dipasang secara radial,
• --gimbal : Lebih suka mesin memiliki gimbal. Jika Anda menentukan opsi ini dua kali, rentang gimbal yang lebih tinggi dianggap lebih baik.
• --rcs atau --monopropellant : lebih suka mesin menggunakan bahan bakar RCS (monopropellant), yaitu lebih suka mesin puff O-10.

Berbeda dengan kendala, preferensi bukan persyaratan sulit untuk saran desain untuk ditampilkan. Menambahkan preferensi hanya menambahkan kriteria di mana desain dapat dianggap lebih baik daripada yang lain. Ini berarti, menentukan lebih banyak preferensi, lebih banyak desain akan disarankan.

Jika Anda menentukan --cost , hasilnya akan diurutkan berdasarkan biaya mereka alih -alih massa mereka.

Untuk referensi singkat untuk opsi, hubungi kspalculator --help . Untuk menampilkan versi alat serta versi yang sesuai dari program ruang Kerbal, hubungi kspalculator --version .

Perhatikan bahwa kSpalculator menghitung desain optimal hanya untuk satu tahap (atau dua jika Anda mengizinkan booster, di mana yang pertama adalah tahap hanya menggunakan penguat bahan bakar padat). Ini tidak akan pernah membagi desain Anda menjadi beberapa tahap.

Contoh

Bayangkan kita membangun pendarat Mun ringan, memiliki muatan 1320 kg. Itu adalah pod perintah MK1, empat struts pendaratan LT-05, parasut, perisai panas, stack decoupler dan panel surya. Kami ingin memiliki dua tahap: yang atas terbang dari orbit Kerbin rendah ke Mun, mendarat di sana, dan kemudian terbang kembali ke Kerbin; dan yang lebih rendah meluncurkan tahap Lander dari Kerbin Space Center ke orbit kerbin rendah.

Setelah menentukan muatan panggung, kita perlu mencari tahu persyaratan Delta-V, persyaratan akselerasi dan tekanan udara pada fase penerbangan yang berbeda.

Dalam hal ini tekanan udara mudah: karena mun tidak memiliki atmosfer dan panggung dimulai dengan jalannya sudah berada di orbit, jelas bahwa pendarat akan dirancang untuk terbang melalui vakum saja.

Delta-V yang dibutuhkan dapat dengan mudah dibaca di peta Delta-V atau dihitung dengan alat perhitungan yang ditemukan di internet (lihat bagian tautan nanti dalam dokumen ini). Kami mengetahui, bahwa kami membutuhkan 1170 m/s dari orbit kerbin rendah ke orbit MUN rendah, kemudian 580 m/s untuk pendaratan di MUN, 580 m/s untuk memulai dari MUN dan kemudian 310 m/s untuk kembali ke Kerbin. Selain itu, dalam contoh ini kami ingin memiliki 700 m/s Delta-V sebagai cadangan.

Sekarang mari kita pikirkan tentang akselerasi. Saat kami mendarat dan mulai di MUN, kami memang memiliki kendala mengenai akselerasi minimum, karena kami perlu menangkal gravitasi MUN. Dalam contoh ini, kami ingin memiliki setidaknya 2 g = 3,3 m/s² akselerasi ketika mulai mendarat di MUN (yaitu ketika mencapai orbit MUN rendah), dan 3 g = 5,0 m/s² untuk diluncurkan di MUN, G menjadi gravitasi permukaan MUN, yaitu sekitar 1,65 m/s² yang dapat ditemukan di dasar pengetahuan dalam permainan.

Apakah kita punya preferensi? Ya kita lakukan. Kami sedang membangun pendarat yang menggunakan struts pendaratan mikro LT-05, yang cukup buruk, jadi akan lebih baik untuk lebih memilih mesin yang memiliki panjang pendek. Jadi, kami menambahkan -bendera --length ke doa kSpalculator. Selain itu, muatan kami memiliki ukuran radial kecil , jadi akan keren jika sistem propulsi juga memiliki jari -jari ini. Kami menambahkan -R small . Perhatikan bahwa menambahkan preferensi tidak mencegah daftar solusi yang tidak memenuhi preferensi ini, yaitu menambahkan preferensi selalu mengarah ke lebih banyak output.

Melakukannya, kami mendapatkan:

 $ kspalculator 1320 -r kecil -panjang 1170 580: 3.3 580: 5.0 310 700
48-7s Spark
    Total massa: 6145 kg (termasuk muatan dan tangki penuh)
    Biaya: 1670
    Bahan Bakar Cair: 840 unit (4725 kg massa tangki penuh)
    Membutuhkan: Sistem Propulsions
    Ukuran Radial: Kecil
    Gimbal: 3.0 °
    Mesin cukup pendek untuk digunakan dengan struts pendaratan mikro LT-05
    Pertunjukan:
    [...]

LV-909 Terrier
    Total massa: 6320 kg (termasuk muatan dan tangki penuh)
    Biaya: 1190
    Bahan Bakar Cair: 800 unit (4500 kg massa tangki penuh)
    Membutuhkan: AdvancedRocketry
    Ukuran Radial: Kecil
    Gimbal: 4.0 °
    Mesin cukup pendek untuk digunakan dengan struts pendaratan mikro LT-05
    Pertunjukan:
      1: 1170 m/s @ vakum 9.49 m/s² - 13.42 m/s² 6.3 t - 4.5 t
      2: 580 m/s @ vakum 13.42 m/s² - 15.92 m/s² 4.5 t - 3.8 t
      3: 580 m/s @ vakum 15.92 m/s² - 18.90 m/s² 3.8 t - 3.2 t
      4: 310 m/s @ vakum 18.90 m/s² - 20.72 m/s² 3.2 t - 2.9 t
      5: 700 m/s @ vakum 20.72 m/s² - 25.48 m/s² 2.9 t - 2.4 t
      6: 51 m/s @ vakum 25.48 m/s² - 25.86 m/s² 2.4 t - 2.3 t

[...]

LV-T30 Reliant
    Total massa: 11008 kg (termasuk muatan dan tangki penuh)
    Biaya: 2825
    Bahan Bakar Cair: 1500 unit (8438 kg massa tangki penuh)
    Membutuhkan: GeneralRocketry
    Ukuran Radial: Kecil
    Mesin menghasilkan listrik
    Mesin cukup pendek untuk digunakan dengan struts pendaratan LT-2
    Pertunjukan:
    [...]

[...]

(Output dipersingkat)

Dari desain yang disarankan, semua adalah yang terbaik dengan beberapa kriteria. Yang pertama, menggunakan Spark Engine, adalah yang memiliki massa total terendah, tetapi dalam contoh ini kami tidak ingin menggunakannya, misalnya karena kami belum meneliti "sistem propulsi". Kami memilih desain terrier karena kami pikir itu melayani kebutuhan kami yang terbaik. Perhatikan bahwa alat ini juga menyarankan yang bergantung karena persyaratan teknologi yang lebih rendah, serta beberapa desain bagus lainnya yang kami lewatkan dalam dokumen ini untuk menghemat ruang.

Sekarang bangun panggung menambahkan tangki bahan bakar 800 unit dan mesin terrier di bawah muatan Anda. Kemudian tambahkan stack decoupler (yang bobot 50 kg) saat kami membangun panggung peluncur.

Payload untuk tahap peluncur adalah 6370 kg (yaitu panggung lander plus 50 kg stack decoupler). Persyaratan Delta-V dan Akselerasi yang Aman untuk peluncuran ke orbit kerbin rendah telah ditemukan 905 m/s dengan 13 m/s² pada 1 atm dan kemudian 3650 m/s dengan 13 m/s² pada 0,18 atm.

Kami ingin menggunakan booster bahan bakar padat untuk peluncuran, jadi kami menambahkan --boosters . Selain itu, kami lebih suka mesin dengan vektor dorong karena mungkin membantu untuk menangkal turbulensi selama peluncuran, jadi kami menambahkan --gimbal . Kecil masih ukuran radial pilihan kami. Sekarang kami menentukan desain peluncur terbaik:

 $ kSpalculator 6370 --Boosters --gimbal -r Kecil 905: 13: 1 3650: 13: 0.18
Kapten Re-I5
    Total massa: 89320 kg (termasuk muatan dan tangki penuh)
    Biaya: 18258
    Bahan Bakar Cair: 5600 unit (31500 kg massa tangki penuh)
    Membutuhkan: Heavyrocketry
    Ukuran Radial: Besar
    Gimbal: 2.0 °
    Mesin menghasilkan listrik
    Terpasang secara radial 2 * S1 Kickback SFB
    SFBS dipasang pada decoupler radial TT-70, kerucut hidung canggih, 2 * konektor strut EAS-4 masing-masing
    Pertunjukan:
     *1: 905 m/s @ 1.00 ATM 13.30 m/s² - 21.35 m/s² 89.3 t - 55.6 t
     *2: 213 m/s @ 0.18 ATM 23.59 m/s² - 26.08 m/s² 55.6 t - 50.3 t
      3: 3437 m/s @ 0.18 ATM 15.55 m/s² - 47.68 m/s² 40.9 t - 13.3 t
      4: 107 m/s @ 0.18 ATM 47.68 m/s² - 49.37 m/s² 13.3 t - 12.9 t

4 * Mk-55 thud, dipasang secara radial
    Total massa: 108520 kg (termasuk muatan dan tangki penuh)
    Biaya: 19467
    Bahan Bakar Cair: 4600 unit (25875 kg massa tangki penuh)
    Membutuhkan: Heavyrocketry
    Ukuran Radial: Kecil
    Gimbal: 8.0 °
    Mesin cukup pendek untuk digunakan dengan struts pendaratan mikro LT-05
    Terpasang secara radial 3 * S1 Kickback SFB
    SFBS dipasang pada decoupler radial TT-70, kerucut hidung canggih, 2 * konektor strut EAS-4 masing-masing
    Anda mungkin membatasi dorong SFB menjadi 79,5 %
    Pertunjukan:
     *1: 905 m/s @ 1.00 ATM 16.42 m/s² - 26.35 m/s² 108.5 t - 67.6 t
     *2: 637 m/s @ 0.18 ATM 29.12 m/s² - 39.36 m/s² 67.6 t - 50.0 t
      3: 3013 m/s @ 0.18 ATM 13.15 m/s² - 36.68 m/s² 35.8 t - 12.9 t
      4: 2 m/s @ 0.18 ATM 36.68 m/s² - 36.71 m/s² 12.9 t - 12.8 t

[...]

(Output dipersingkat)

Tanda bintang dalam tabel kinerja menunjukkan bahwa fase penerbangan dilakukan oleh penguat bahan bakar padat. Saran Batas Dorong SFB adalah dorongan minimum yang diperlukan untuk memenuhi kendala akselerasi Anda.

Sekarang bangun salah satu peluncur yang disarankan oleh Kspalculator dan kami siap melakukan lompatan raksasa untuk Kerbinkind.

Tautan yang bermanfaat

Frontend Web Resmi untuk Kspalculator: https://kspalculator.appspot.com/.

Lembar cheat yang bagus, terutama berisi peta dengan delta-v yang diperlukan: http://wiki.kerbalspaceprogram.com/wiki/cheat_sheet

Ada utas di forum Program Luar Angkasa Kerbal tentang Kspalculator.

Jika Anda menemukan masalah atau memiliki saran, tolong bantu kami meningkatkan alat ini dengan melaporkannya di: https://github.com/aandergr/kspalculator/issues