推进部分,根据不同的分类方法,也可以分几个子类。按照用途来分,就是三类,燃料箱,发动机和输送管;按照燃料的种类来分,也是三类,固体、液体和RCS。
火箭发动机同时燃烧氧化剂和燃料,喷气发动机通过进气道吸入空气燃烧燃料(Fuselages),两者的区别在于是否需要从外部获得空气。
因为火箭燃料自带氧化剂,所以可以不需要从大气吸入氧气也可以燃烧,因此可以在大气层外使用。
现代火箭发动机技术分固液两类,这在KSP中也得到体现。故名思议,两种燃料最直接的不同在于其储存状态。相对应的,两种燃料也使用不同的发动机。
但是我们可以看到菜单里只有液体发动机,却没有固体发动机。这是因为固体燃料罐和它的发动机是一体的,合称固体火箭助推器(Solid Rocket Booster)。
固体燃料在注入到燃料罐中的时候已经将燃料和氧化剂混合好了,直接点燃即可产生推力。而液体燃料在燃料箱中是分别储存的,使用的时候需要液体发动机将两者混合然后再燃烧。
固推的优点在于其结构简单保存容易成本低,但其缺点也是非常明显的。固体发动机一经点燃,即要完全燃烧完所有燃料才会熄灭,期间推力不可调节。
现实中,可以通过精细设计固体燃料的形状来实现多次燃烧,但是在KSP中,这一技术不存在,所有的固推在点燃以后一次性燃烧完所有燃料。
因此,固推在游戏中更多的是作为助推器而使用。相对于固推,液推的好处是明显的。首先,它是可控的,不仅发动机的推力可调,在需要的时候,发动机也可以完全关闭并重新点燃。对于精确的轨道控制来说,这一能力是必不可少的。
发动机的参数可以通过阅读游戏中的介绍来获得,也可以去查询wiki上的记录。一般来说,发动机有两个重要的参数,推重比(TWR, Thrust to weight ratio)和比冲(Isp, Specific impulse)。
1)推重比,顾名思义,即使推力除以重量。只有在推重比超过1的时候,火箭才能离地。有不少发动机具有优秀的效率,是星际飞行的良好选择,但是其推重比很小,故不适宜用于火箭发射。
2)比冲是衡量一个发动机效率的一个参数,定义为:单位时间内使用的推进剂所能带来的力。比冲越高代表效率越好,亦即可以用相同质量的燃料产生更多的动量。
在携带同样的燃料量的情况下,使用比冲高的发动机可以为飞行器带来更高的速度。一个重要的例子是核动力发动机,其推力远小于普通化学能发动机,但是其比冲要高很多,因此它是星际旅行的优秀伴侣。
但是需要注意的是,并不是比冲越高越好。这里有另一个例子,游戏中有一种发动机叫做离子发动机,俗称电推,其比冲远远高于其它发动机,但是其推力只有0.5kn,这让加速时间变得长得无法容忍。
这几天新人潮冲击KSP吧,我稍微看了下帖子,也去B站看了几个新的教学视频,其中有一个很大的误解,就是喜欢拿固推和液推来比推力大小。有这么比的吗?液推下属那么多种发动机,你用哪个来说话?
KSP中也虚构了些东西,比如那个核动力发动机。现实中的确曾经有过核动力发动机的设计,通过裂变的能量加热燃料产生推力。在有的设计中也有打算通过有计划的核爆来产生逆向推力的计划。
这里把RCS燃料单独的作为一个分类独立出来。RCS全称Reaction Control System,通过定向喷出RCS气体,RCS产生推力来为飞行器提供额外的力量控制器姿态。RCS燃料罐和RCS喷嘴配合使用。
最后就是燃料输送管。通过管道连接,可以在不同的燃料箱中建立燃料输送渠道。在KSP中,利用巧妙的燃料管道设计,有时候可以产生四两拨千斤的效果,这一技术会在第四章中说明。
3.控制(control)