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kspalculator

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Kspalculator

Kspalculator는 제약 과 선호도 세트가 주어지면 로켓의 한 단계에 대한 최고의 로켓 추진 설계를 결정하는 도구입니다.

제약은 충족해야 할 우주선의 특성입니다. 이들은 가능한 페이로드와 델타 -V 및 주어진 공기압이있는 환경에서 도달하는 최소 가속도입니다. 선호도는 추진 설계가 선호되기 위해 충족 될 수있는 추가 특성입니다. 기본 설정에 대한 예는 스러스트 벡터링 각도, 방사형 크기, 엔진이 전력을 생성 할 수 있는지 여부 등입니다.

최고의 디자인은 특정 응용 프로그램에 크게 의존합니다. 더 저렴하거나 질량이 낮은 경우 디자인은 다른 디자인보다 낫지 만 기술을 적게 사용하여 구축 할 수 있거나 주어진 선호도 중 일부를 더 잘 충족시키는 경우 더 나은 것으로 간주 될 수도 있습니다. 분명히, 모든 추진 설계를 "선함"으로 정렬하는 것은 불가능하므로 적어도 일부 기준에 의해 가장 좋은 것이있을 수 있습니다. 이 도구는 정확히 모든 최고의 디자인을 제공합니다.

https://kspalculator.appspot.com/에서 kspalculator의 공식 웹 프론트 엔드가 있습니다.

특징

Kspalculator는 가능한 모든 설계를 평가하고 사용자의 요구 사항을 충족하는지 확인한 다음 " A가 사용자의 기준에 따라 B IFF A 보다 낫다" 는 관계를 사용하여 최상의 디자인인지 확인합니다. 그런 다음 최상의 디자인 만 사용자에게 제공됩니다. 이런 식으로, 사용자는 최적화되지 않은 솔루션에 의해 스팸을받지 않고도 자신의 요구를 가장 잘 제공하는 추진 유형을 사용할 수있는 최대의 유연성을 가지고 있습니다.

단계는 다른 공기 압력과 다른 델타 -V 요구 사항을 통해 다른 * 비행 단계 * 에 대한 최소 가속도에 대한 요구 사항이 다를 수 있습니다. 예를 들어, 3m/s²의 가속으로 1000m/s로 가속하고 나중에 500m/s가 가속화되어 7m/s²의 가속도가 필요할 수 있습니다.

Kspalculator는 고전적인 액체 연료 엔진 과 고체 액체 연료 엔진을 고려하는 것 외에도 LV-N 신경 원자 로켓 모터 , IX-6315 Dawn Electric Propulsion 및 O-10 Puff Monopropellant 엔진을 사용하는 것을 고려합니다.

디자인이 다른 디자인보다 더 나은지 결정하는 기준으로 간주됩니다.

대량의,
비용,
더 쉽게 사용 가능한 기술로 구축 할 수 있는지 여부
Gimbal (스러스트 벡터링)을 사용할 수 있는지 또는 스러스트 벡터링 범위가 있는지 여부
반응 제어 시스템 (RCS) Thrusters에서도 사용되는 Monopropellant를 연료로 사용하는지 여부
엔진이 전력을 생성하는지 여부
랜더를 만들 때 의미가있을 수있는 엔진의 길이는
사용자의 방사형 크기 선호도를 충족하는지 여부.

이것을 계산하는 것은 매우 정교하게 들리지만, 최고의 디자인은 일반적으로 1 초 이내에 사용자에게 제공됩니다. 각 설계에 표시된 정보에는 성능 특성 에 대한 자세한 목록, 즉 실제로 도달 가능한 델타 -V (탱크 크기로 반올림하기 때문에 필요한 것보다 약간 더 많을 수 있음), 전체 추력의 가속도 및 각 비행 단계 의 시작 및 끝에서의 질량이 포함됩니다.

용법

구이

https://kspalculator.appspot.com/에서 kspalculator의 공식 웹 프론트 엔드가 있습니다.

여기서 우리는 Kspalculator 명령 줄 도구를 사용하는 방법을 설명하지만 기본 개념은 다르지 않습니다.

설치

Python, 최소 3.4가 설치되어 있는지 확인하십시오.

PIP 설치가있는 경우

 PIP3 kspalculator를 설치하십시오

또는 https://github.com/aandergr/kspalculator/releases에서 가장 최근 버전의 Kspalculator를 가져 오십시오. 그런 다음 아카이브를 풀고 호출하여 설치가 수행됩니다.

 python3 setup.py 설치

기본 사용

Kspalculator는 명령 줄에서 호출됩니다. 구문입니다

 kspalculator [-Boosters] [-코스트] [환경 설정] <Payload> <delta-v [: 가속도 [: 압력]] [...]>

payload 는 kg의 페이로드이고 Delta-v[:acceleration[:pressure]] 은 M/s의 필요한 델타 -V의 튜플, M/S²의 가속도 및 ATM의 환경 압력 (0.0 = 진공, 1.0 = Kerbin 해수면 압력)입니다. 이 튜플 중 하나 이상을 지정해야합니다. 가속 및 압력은 선택 사항이며 기본값은 0입니다.

--boosters 추가하면 Kspalculator는 견고한 연료 부스터를 추가하는 것을 고려합니다. 이것은 런처 단계에 매우 유용합니다.

preferences 옵션은 다음과 같습니다.

--preferred-radius {tiny,small,large,extralarge} : 스테이지의 선호되는 반경. tiny = 0.625 m, 작은 = 1.25 m, 큰 = 2.5 m (rockomax), extralarge = 3.75 m (Kerbodyne),
--electricity : 전기를 생성하는 엔진을 선호하고,
--length 또는 --lander : 짧거나 방사형으로 장착 된 선호 엔진,
--gimbal : Gimbal을 가진 엔진을 선호합니다. 이 옵션을 두 번 지정하면 더 높은 짐벌 범위가 더 나은 것으로 간주됩니다.
--rcs 또는 --monopropellant : RCS 연료를 사용하는 엔진 (모노 프로펠러)을 사용하여 O-10 퍼프 엔진을 선호합니다.

제약 조건과 달리, 선호도는 설계 제안을 표시하기위한 어려운 요구 사항이 아닙니다. 기본 설정을 추가하면 디자인이 다른 디자인보다 더 나은 것으로 간주 될 수있는 기준 만 추가합니다. 즉, 더 많은 선호도를 지정하면 더 많은 디자인이 제안됩니다.

--cost 지정하면 결과는 질량 대신 비용으로 정렬됩니다.

옵션에 대한 간단한 참조를 보려면 kspalculator --help 로 전화하십시오. 도구의 버전과 해당 Kerbal Space 프로그램의 버전을 표시하려면 kspalculator --version 호출하십시오.

Kspalculator는 한 단계에 대한 최적의 디자인을 계산합니다 (또는 부스터를 허용하는 경우 2 개, 첫 번째는 견고한 연료 부스터를 사용하는 단계입니다). 디자인을 여러 단계로 나눌 수 없습니다.

예

우리는 1320kg의 페이로드를 가진 가벼운 Mun Lander를 건설한다고 상상해보십시오. 그것은 MK1 명령 포드, 4 개의 LT-05 랜딩 스트럿, 낙하산, 열 방패, 스택 디 커플러 및 태양 전지판입니다. 우리는 두 단계를 원합니다 : 상단은 낮은 kerbin 궤도에서 Mun으로 날아가서 착륙 한 다음 Kerbin으로 돌아갑니다. 그리고 Kerbin Space Center에서 Low Kerbin Orbit까지 Lander Stage를 시작하는 Lower One.

단계의 페이로드를 결정한 후, 우리는 다른 비행 단계에서 델타 -V 요구 사항, 가속 요구 사항 및 공기 압력을 파악해야합니다.

이 경우 공기 압력은 쉽습니다. MUN에는 분위기가없고 무대가 이미 궤도에 빠지기 시작하기 때문에 Lander는 진공을 통해서만 비행하도록 설계 될 것이 분명합니다.

필요한 델타 -V는 델타 -V 맵에서 쉽게 읽거나 인터넷에서 발견 된 계산 도구로 계산할 수 있습니다 (이 문서의 후반부 링크 섹션 참조). 우리는 낮은 kerbin 궤도에서 낮은 MUN 궤도까지 1170m/s, MUN에서 착륙하려면 580m/s, MUN에서 시작하여 580m/s, 나중에 Kerbin으로 돌아 오기 위해 310m/s가 필요하다는 것을 알았습니다. 또한,이 예에서는 700m/s 델타 -V를 예비군으로 원합니다.

이제 가속도에 대해 생각해 봅시다. 우리가 Mun을 착륙시키고 시작함에 따라, 우리는 Mun의 중력에 대응해야하기 때문에 최소 가속도에 관한 제약이 있습니다. 이 예에서, 우리는 MUN에 착륙하기 시작할 때 최소 2 g = 3.3 m/s² 가속도를 원하고 (즉, MUN 궤도에 도달했을 때 3 g = 5.0 m/s², MUN의 표면 중력 인 3 g = 5.0 m/s², G가 게임 내 지식 기반에서 발견 될 수있는 약 1.65 m/s²입니다.

선호도가 있습니까? 예, 우리는합니다. 우리는 LT-05 마이크로 랜딩 스트럿을 사용하여 랜더를 만들고 있습니다. 따라서 Kspalculator 호출에 --length 플래그를 추가합니다. 또한, 우리의 페이로드는 방사형 크기 가 작기 때문에 추진 시스템 에이 반경이있는 경우 시원합니다. 우리는 -R small 추가합니다. 기본 설정을 추가한다고해서 이러한 환경 설정을 충족하지 않는 솔루션의 목록을 방지 하지는 않지만 환경 설정을 추가하면 항상 더 많은 출력이 발생합니다.

그렇게하면 우리는 다음과 같습니다.

 $ kspalculator 1320 -R 작은 -길이 1170 580 : 3.3 580 : 5.0 310 700
48-7S 스파크
    총 질량 : 6145 kg (페이로드 및 전체 탱크 포함)
    비용 : 1670
    액체 연료 : 840 대 (4725kg 전 탱크 질량)
    필요 : propulsionsystems
    방사형 크기 : 작은
    짐벌 : 3.0 °
    엔진은 LT-05 마이크로 랜딩 스트럿과 함께 사용하기에 충분히 짧습니다.
    성능:
    [...]

LV-909 테리어
    총 질량 : 6320 kg (페이로드 및 전체 탱크 포함)
    비용 : 1190
    액체 연료 : 800 대 (4500kg 전 탱크 질량)
    요구 사항 : AdvancedRocketry
    방사형 크기 : 작은
    짐벌 : 4.0 °
    엔진은 LT-05 마이크로 랜딩 스트럿과 함께 사용하기에 충분히 짧습니다.
    성능:
      1 : 1170 m/s @ 진공 9.49 m/s² -13.42 m/s² 6.3 t -4.5 t
      2 : 580 m/s @ 진공 13.42 m/s² -15.92 m/s² 4.5 t -3.8 t
      3 : 580 m/s @ 진공 15.92 m/s² -18.90 m/s² 3.8 t -3.2 t
      4 : 310 m/s @ 진공 18.90 m/s² -20.72 m/s² 3.2 t -2.9 t
      5 : 700 m/s @ Vacuum 20.72 m/s² -25.48 m/s² 2.9 t -2.4 t
      6 : 51 m/s @ 진공 25.48 m/s² -25.86 m/s² 2.4 t -2.3 t

[...]

LV-T30 의존
    총 질량 : 11008kg (페이로드 및 전체 탱크 포함)
    비용 : 2825
    액체 연료 : 1500 대 (8438kg 전 탱크 질량)
    필요 : GeneralRocketry
    방사형 크기 : 작은
    엔진은 전기를 생성합니다
    엔진은 LT-2 랜딩 스트럿과 함께 사용하기에 충분히 짧습니다.
    성능:
    [...]

[...]

(출력이 단축되었습니다)

제안 된 디자인 중에서 모두 일부 기준에 따라 최고입니다. 스파크 엔진을 사용하는 첫 번째는 총 질량이 가장 낮지만이 예에서는 "추진 시스템"을 아직 연구하지 않았기 때문에 사용하고 싶지 않습니다. 우리는 테리어 디자인을 우리의 요구에 가장 적합하다고 생각할 때 선택합니다. 이 도구는 또한 기술 요구 사항이 낮아서 공간을 절약하기 위해이 문서에서 건너 뜁니다.

이제 페이로드 아래 800 단위 연료 탱크와 테리어 엔진을 추가하는 단계를 구축하십시오. 그런 다음 발사기 단계를 구축 할 때 스택 디 커플러 (무게가 50kg)를 추가하십시오.

런처 스테이지의 페이로드는 6370kg (예 : 랜더 스테이지 + 50kg 스택 디 커플러)입니다. 낮은 kerbin 궤도로의 발사에 대한 안전한 델타 -V 및 가속도 요구 사항은 1 atm에서 13 m/s²로 905 m/s, 0.18 atm에서 13 m/s²로 3650 m/s 인 것으로 밝혀졌습니다.

우리는 발사를 위해 견고한 연료 부스터를 사용하려고하므로 --boosters 추가합니다. 또한 발사 중에 난기류에 대응하는 데 도움이 될 수 있으므로 스러스트 벡터링이있는 엔진을 선호하므로 --gimbal 추가합니다. 작은 것은 여전히 우리가 선호하는 방사형 크기입니다. 이제 우리는 최고의 런처 설계를 결정합니다.

 $ kspalculator 6370 -Boosters -Gimbal -r Small 905 : 13 : 1 3650 : 13 : 0.18
REI5 선장
    총 질량 : 89320 kg (페이로드 및 전체 탱크 포함)
    비용 : 18258
    액체 연료 : 5600 대 (31500kg 전 탱크 질량)
    필요 : Heavyrockerry
    방사형 크기 : 큰
    짐벌 : 2.0 °
    엔진은 전기를 생성합니다
    방사형으로 부착 된 2 * S1 반동 SFB
    SFBS는 TT-70 방사형 디 커플러, 고급 코 콘, 2 * EAS-4 Strut 커넥터 각각에 장착
    성능:
     *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, 방사상 장착
    총 질량 : 108520 kg (페이로드 및 전체 탱크 포함)
    비용 : 19467
    액체 연료 : 4600 대 (25875kg 전 탱크 질량)
    필요 : Heavyrockerry
    방사형 크기 : 작은
    짐벌 : 8.0 °
    엔진은 LT-05 마이크로 랜딩 스트럿과 함께 사용하기에 충분히 짧습니다.
    방사형으로 부착 된 3 * S1 반동 SFB
    SFBS는 TT-70 방사형 디 커플러, 고급 코 콘, 2 * EAS-4 Strut 커넥터 각각에 장착
    SFB 추력을 79.5 %로 제한 할 수 있습니다.
    성능:
     *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

[...]

(출력이 단축되었습니다)

성능 테이블의 별표는 비행 단계가 고체 연료 부스터에 의해 수행됨을 나타냅니다. SFB 스러스트 한계 제안은 가속 제약 조건을 충족하는 데 필요한 최소 추력입니다.

이제 Kspalculator에서 제안한 런처 중 하나를 구축하고 Kerbinkind를 위해 거대한 도약을 할 준비가되었습니다.