• EFEKT OBERTHA - Latajmy ekonomicznie. 5 4
Aktualna ocena:  

Autor Wątek: EFEKT OBERTHA - Latajmy ekonomicznie.  (Przeczytany 30656 razy)

0 użytkowników i 1 Gość przegląda ten wątek.

Nie, 23 Cze 2013, 13:17:56

Offline Kadaf

  • Kapitan
  • ***
  • Wiadomości: 1 340
  • Reputacja: 145
    • Zobacz profil
Efekt Obertha
I co to do cholery jest?


 Poniżej pokrótce (ale jednak dość podłużce) omówię jak należy latać na inne planety, oraz jak latać właśnie nie należy. Poradnik ten kieruję tylko do tych, których ciągnie do lotów poza Kerbin, budowniczowie stacji orbitalnych mogą sobie odpuścić. Dokonam porównania spalań paliwa podczas dwóch lotów, pierwszy metodą tradycyjną, drugi z wykorzystaniem efektu Obertha.

Zaczynajmy więc.

Naszym celem będzie zamknięcie orbity wokół planety Jool. Do lotu zostanie wykorzystana na szybko sklecona maszynka, której łączna pojemność zbiorników to 2200 jednostek paliwa. Oto ona:



Lot pierwszy w technice tradycyjnej.
Wyruszamy więc z orbity Kerbinu na orbitę okołosłoneczną. Ustawiamy pudło w odpowiednim miejscu i pełen ogień. Manewr będzie nas kosztował przyspieszenie o 870 m/s



Jesteśmy na okołosłonecznej. Teraz kolejny krok, czekamy na odpowiednią pozycję względem celu, ustawiamy manewr i zasuwamy. Podczas tego manewru nasza maszynka musi przyspieszyć o 2630 m/s.



Po przeleceniu 80% drogi ja zawsze dokonuję korekty kursu. Korekta jest po to, by nie hamować potem jak skończony idiota kosztem ogromnej ilości paliwa, by w ogóle cel nas złapał w szpony swojej grawitacji. Nie, my zrobimy korektę taką, by przelecieć nad Joolem dość nisko, wówczas jego grawitacja (która działa tym mocniej im jesteśmy bliżej celu) odwali za nas masę roboty. A więc korekta. 177 m/s i kolejne galony paliwa idą w palnik, ale jest to niewielki procent w porównaniu z tym co by nas czekało, gdybyśmy korekty jednak nie zrobili.



I teraz patrzcie co się stało gdy weszliśmy w fazę przejęcia grawitacyjnego:



Dzięki korekcie niewiele trzeba depnąć, by ją domknąć. W tym akurat przypadku koszt domknięcia to 499 m/s. I voila, jesteśmy na orbicie Joola!



Spaliliśmy przeszło 18 ton paliwa, cały zbiornik główny poszedł w diabły. To co zostało to prawie pełne zbiorniki zewnętrzne.
Sprytnie i oszczędnie poleciałem? Otóż wcale nie. Tak lata tylko niedouczony kretyn. Wiem o tym dobrze, bo sam tak do niedawna latałem.

EFEKT OBERTHA

Niejaki Hermann Oberth urodził się w 1889. Zainteresował się rakietami i nieźle kombinował, bo fizyk był z niego znakomity. W latach trzydziestych jego asystentem był niejaki Wernher von Braun. Wiecie co to za jeden? Ojciec amerykańskiego programu kosmicznego. Oberth razem z Braunem w czasie wojny zagwarantowali Angolom dostarczanie całodobowej rozrywki w ramach projektów rakietowych V-1 i V-2. Po wojnie oczywiście przeszli na jasną stronę mocy :) No i co ten Oberth tam wykombinował w tych rakietach? Otóż wykombinował to:

    \begin{align} e_k &= \frac{1}{2} V^2 \\ &= \frac{1}{2} (V_\text{esc} + \Delta v )^2 \\ &= \frac{1}{2} V_\text{esc} ^ 2 + \Delta v V_\text{esc} + \frac{1}{2} \Delta v^2 \end{align}

Nic z tego nie rozumiecie? Nie szkodzi, ja też nie. Ogólnie można sprowadzić całe Oberthowe dumanie do jednego zdania. Im szybciej rakieta leci, tym szybciej rakieta leci. Dlatego też najwydajniej dodawać w rakiecie gazu, gdy rakieta zasuwa. A gdzie rakieta zasuwa? Ano w peryapsie.
I dochodzimy do meritum. Loty na inne planety najbardziej wydajne będą, gdy manewr zostanie wykonany nie na orbicie okołosłonecznej, ale tuż nad Kerbinem. I teraz wielkie dzięki się należą dla gościa, który stworzył kalkulator do KSP wykorzystujący tenże efekt.

A OTO I ON!
fanfary

----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Aby zobaczyć link - ZAREJESTRUJ SIĘ lub ZALOGUJ SIĘ

----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Do lotu z wykorzystaniem powyższego genialnego urządzenia będziemy potrzebowali dwóch rzeczy:

1. Kątomierza



2. Mózgu



Jeśli nie rozpoznajesz powyższych, to ten poradnik nie jest dla ciebie.


Przystępujemy do lotu numer dwa. Krok pierwszy. Odpalamy kalkulator. W polu po prawej stronie Origin domyślnie znajduje się Kerbin. Zostawiamy tak jak jest. Poniżej mamy pole Destination. Tam wybieramy nasz cel. Będzie to Jool. Wduszamy przeliczanie i mamy to co nas interesuje najbardziej; o ile trzeba będzie depnąć naszą rakietą -  Ejection burn Δv. Żeby dostać się na orbitę Joola jak widać przyjdzie nam przyspieszyć o 1908 m/s. Ale ale! Jest jeszcze powyżej jedno istotne pole, mianowicie Parking Orbit domyślnie ustawione na 100 kilometrach. Otóż okazuje się, że regulując wysokość możemy wydatnie zmienić konieczne depnięcie. Dla rozmaitych celów rozmaita wysokość. Pogrzebcie w tym trochę. Mi wychodzi, że najlepszą orbitą parkingową będzie 420 kilometrów nad powierzchnią Kerbinu. Wynik przeliczeń wygląda więc tak:



Lewy obrazek pokazuje nam gdzie względem Kerbinu powinien znajdować się cel biorąc pod uwagę całość układu planetarnego. Prawy obrazek natomiast pokazuje nam w którym punkcie orbity Kerbinu należy manewr rozpocząć. I teraz właśnie rozpoczyna się zadanie dla naszego kątomierza. Przykładamy plastikowego spryciarza do monitora i tak regulujemy warpem, by wreszcie kąt między Kerbinem a Joolem wyniósł zadane 96 stopni. Najlepiej to zrobić gdy jest się jeszcze na platformie startowej, nie mamy wówczas ograniczeń w warpie.



Startujemy, nasza nośna zatarga żelastwo na zadane 420 km nad Kerbin, gdzie ładnie, równo składamy do kupy orbitę. Kątomierz w dłoń. Regulując zoomem ustawiamy pionową linię orbity, tak jak na obrazku z kalkulatora, po czym znajdujemy punkt pod kątem 109 stopni od pionu, tam będzie punkt manewru.



Teraz ustawiamy manewr tam gdzie wskazuje kalkulator i otrzymujemy to:





O ile trzeba nasze pudło przyspieszyć? Ano o 1952 m/s. Jak widzicie, jest pewna różnica względem kalkulatora. Wynika ona z tego, że nie ustawiałem kątomierza z dokładnością chirurga. Ot tak, na mniej więcej. Nic to, silniki pełna moc!
Po przeleceniu 80% drogi obowiązkowa korekta. Ogólnie wszystko tak samo jak przy locie poprzednim. 178 m/s.



Znowu ślicznie dogięta trajektoria lotu i manewr domykania za 425 m/s.



Orbita zamknięta! Cel osiągnięty!



A jak z oszczędnością? Popatrzcie:



W zbiorniku głównym mamy jeszcze 1/3 paliwa!
I tak właśnie latają debeściaki :)

Porównajmy.
Lot tradycyjny na wszystkie manewry zabrał nam 1496 jednostek paliwa.
Podczas gdy lot z wykorzystaniem manewru Obertha to zaledwie 995 jednostek.
No nie wiem jak dla was, ale dla mnie różnica jest kolosalna.


Co tu zrobić z tą maszyną... Wiem, wyląduje nią na Vall. - Ale proszę pana! To nie miało lądować! Nie ma nóżek, nie ma reflektorów, nie ma...
- Zamknij się! Siadamy!




----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

To tyle. Jeśli poradnik się przydał, łapka w górę:)


Kadaf.
« Ostatnia zmiana: Śro, 20 Sty 2016, 19:32:50 wysłana przez Kadaf »

Nie, 23 Cze 2013, 13:32:40
Odpowiedź #1

Offline Drangir

  • Major
  • *
  • Wiadomości: 1 631
  • Reputacja: 92
  • Smok rakietowy
    • Zobacz profil
    • DeviantArt
Cytuj
Lot pierwszy w technice tradycyjnej.
Może dla ciebie :>

Bardzo dobry poradnik, polecam. Zamiast kątomierza korzystam z Flight Engineer, ale jak ktoś ma alergię na mody to i na oko trafi we właściwy moment.
Cytat: Steven Universe
- Wasze obliczenia były niepoprawne.
- Nie mogły być niepoprawne, skoro żadnych nie robiliśmy.

Reklama

Odp: EFEKT OBERTHA - Latajmy ekonomicznie.
« Odpowiedź #1 dnia: Nie, 23 Cze 2013, 13:32:40 »

Nie, 23 Cze 2013, 14:05:42
Odpowiedź #2

Offline Wawrzyn

  • Kapral
  • **
  • Wiadomości: 216
  • Reputacja: 12
  • Per aspera ad astra
    • Zobacz profil
Jeno ze zasada dla tego efektu jest taka: im nizsza orbita, tym szybciej zasuwamy, tym lepiej dla nas. Wiec dla kerbinu najnizsza stabilna orbita to 70 klockow ;)
Przez trudy do gwiazd

Nie, 23 Cze 2013, 14:09:47
Odpowiedź #3

Offline Kadaf

  • Kapitan
  • ***
  • Wiadomości: 1 340
  • Reputacja: 145
    • Zobacz profil
Ano nie tak do końca, zastanawiałem się dlaczego kalkulator pokazuje inaczej i moje wnioski są takie: Prędkość rzeczywiście wzrasta, ale wzrasta też siła grawitacji, więc ilość energii którą trzeba przeznaczyć na przyspieszenie również wzrasta. Więc sądzę, że optymalna wysokość którą podaje nam kalkulator, to ten złoty środek. Pomiędzy walką z grawitacją, a korzyściami z prędkości. Tako duma Kadaf.

Ale jeżeli się mylę, to chętnie wysłucham dlaczego kalkulator pokazuje inaczej. Bo przecież prościej by było tam zablokować na 100 km i kropka, no nie? Po coś ta regulacja parkingowej jest.
« Ostatnia zmiana: Nie, 23 Cze 2013, 14:13:15 wysłana przez Kadaf »

Reklama

Odp: EFEKT OBERTHA - Latajmy ekonomicznie.
« Odpowiedź #3 dnia: Nie, 23 Cze 2013, 14:09:47 »

Nie, 23 Cze 2013, 14:13:54
Odpowiedź #4

Offline Wawrzyn

  • Kapral
  • **
  • Wiadomości: 216
  • Reputacja: 12
  • Per aspera ad astra
    • Zobacz profil
Zaiste, ale nalezaloby tez dokonac porownania, czy ilosc paliwa potrzebna do przezwyciezenia owej grawitacji nie bedzie mniejsza niz ilosc niezbedna do osiagniecia wyzszej orbity. Zwlaszcza, ze apo rosnie tym szybciej, im jest juz wyzej. Niemniej jednak poradnik elegancki, nalezy sie plusiwo.

Post scalony: Nie, 23 Cze 2013, 14:24:28
A mozliwosc zmiany wysokosci orbity w kalkulatorze jest po to, zebys nie musial koniecznie parkowac na 100 km a mial wolnosc wyboru, kiedy np. zachce Ci sie odleciec stacja zaparkowana na 369,368 :D
« Ostatnia zmiana: Nie, 23 Cze 2013, 14:24:28 wysłana przez Wawrzyn »
Przez trudy do gwiazd

Nie, 23 Cze 2013, 21:41:33
Odpowiedź #5

Offline not7CD

  • Plutonowy
  • ***
  • Wiadomości: 296
  • Reputacja: 13
  • Nie mam pojęcia co robię.
    • Zobacz profil
    • not7CD.net
Przejrzysty i prosty w zrozumieniu. Ogólnie tę operację orbitalna możemy podzielić na dwie części. Najpierw podwyższyć nieco Ap. Wtedy w Pe mamy wyższą prędkość, i efekt Obertha będzie silniejszy.
Przed użyciem zapoznaj się z treścią ulotki dołączonej do opakowania bądź skonsultuj się z lekarzem lub polonistą, gdyż każdy post niewłaściwie czytany zagraża Twojemu życiu lub zdrowiu.

Reklama

Odp: EFEKT OBERTHA - Latajmy ekonomicznie.
« Odpowiedź #5 dnia: Nie, 23 Cze 2013, 21:41:33 »

Nie, 23 Cze 2013, 21:58:08
Odpowiedź #6

Offline jaro738

  • Kapral
  • **
  • Wiadomości: 117
  • Reputacja: 13
    • Zobacz profil
dokładnie też się nad tym zastanawiałem i doszedłem do wniosku, że trzeba wziąć poprawkę na to że więcej paliwa zuzyjesz na wejście na orbitę 400x400 niż na 100x100, nie mniej im cel jest dalej tym procentowo w skali całego potrzebnego deltaV ta różnica jest mniejsza.

w każdym bądź razie materiał pierwsza klasa.

Pon, 24 Cze 2013, 10:07:03
Odpowiedź #7

Offline Kadaf

  • Kapitan
  • ***
  • Wiadomości: 1 340
  • Reputacja: 145
    • Zobacz profil
Wydaje mi się, że mam jednak rację z tym złotym środkiem między siłą grawitacji a korzyściami z prędkości. A to dlatego, że gdyby tak nie było, to moja metoda korekt z niskim przejściem nad celem dla oszczędności paliwa przy zamykaniu orbity przynosiła by efekt odwrotny. Takie przejście niskie stawało by się niezmiennie procą grawitacyjną, wyrzucającą nas w przestrzeń mega daleko, bo w końcu zasuwamy wtedy w peryapsie jak szatan. A jednak jest inaczej i cena domknięcia orbity jest wielokrotnie niższa niż przy jej zamykaniu gdy jesteśmy bardzo daleko od celu i niby lecimy powoli. Sobie sprawdźcie na kalkulatorze ile trzeba delty depnąć żeby opuścić grawitację Joola. Ze 100 km ogromne ilości, prawie 3000 m/s! A gdy rozpoczniemy manewr za Tylo to już mniej niż połowa, bo jakieś 1200 m/s. Gdyby było jak myślicie, to właśnie było by na odwrót, na 100 km nad Joolem i wtedy zapierrrr... no, prędko lecimy i niby Oberth powinien pomóc bardzo, a jednak jest inaczej.

Nie wykluczam że fizyka kerbali jest bardziej umowna niż się wydaje i może to działa tutaj, a nie działa w rzeczywistości. Fizykiem nie jestem więc nie wiem.
« Ostatnia zmiana: Pon, 24 Cze 2013, 10:08:34 wysłana przez Kadaf »

Reklama

Odp: EFEKT OBERTHA - Latajmy ekonomicznie.
« Odpowiedź #7 dnia: Pon, 24 Cze 2013, 10:07:03 »

Pon, 24 Cze 2013, 10:22:15
Odpowiedź #8

Offline not7CD

  • Plutonowy
  • ***
  • Wiadomości: 296
  • Reputacja: 13
  • Nie mam pojęcia co robię.
    • Zobacz profil
    • not7CD.net
Zależy jak lecisz do danego ciała niebieskiego. Ja z księżycem robię tak, aby on sam mnie wyhamował. Otóż robię tak aby Ap było przed poruszającym się księżycem, i gdy wejdę w jego pole oddziaływania, to on mnie po części wyhamuje. Zamykam d wtedy orbitę bardzo niskim kosztem. Jeżeli polecimy tak, aby nasz księżyc "dogonić" to gdy wejdziemy w jego grawitację, Mun będzie nam uciekał i nas przyciągał. Taka jadąca katapulta.
Przed użyciem zapoznaj się z treścią ulotki dołączonej do opakowania bądź skonsultuj się z lekarzem lub polonistą, gdyż każdy post niewłaściwie czytany zagraża Twojemu życiu lub zdrowiu.

Pon, 06 Sty 2014, 22:23:21
Odpowiedź #9

Offline Reeposter

  • Kapral
  • **
  • Wiadomości: 182
  • Reputacja: 10
  • Nieudolny jutjuber
    • Zobacz profil
Właśnie użyłem tego sposobu i jest genialny, jak normalnie podczas lotu na Dunę ledwo co hamowałem ostatnią fazą (3x silniki atomowe), tak teraz kończyłem domykać orbitę za pomocą "pomarańczki", która normalnie służyła na połowę dolotu do Duny ;)
Cotygodniowa dawka Kerbali: Aby zobaczyć link - ZAREJESTRUJ SIĘ lub ZALOGUJ SIĘ

Reklama

Odp: EFEKT OBERTHA - Latajmy ekonomicznie.
« Odpowiedź #9 dnia: Pon, 06 Sty 2014, 22:23:21 »

Wto, 07 Sty 2014, 00:33:50
Odpowiedź #10

Offline Kadaf

  • Kapitan
  • ***
  • Wiadomości: 1 340
  • Reputacja: 145
    • Zobacz profil
Cieszę się, że się przydał poradnik. Oberth to nowa jakość fruwania :)

Dalekich lotów!

Wto, 07 Sty 2014, 00:57:36
Odpowiedź #11

Offline MegaProize

  • Kapral
  • **
  • Wiadomości: 197
  • Reputacja: 21
  • King of Skyrim!
    • Zobacz profil
Kurde jakieś kalkulatory, a ja to sam wyliczałem, chociaż też nie wpadłem na pomysł z kątomierzem...
Wszystko robiłem metodą "Mniej więcej... Tutaj!!!"
Dzięki za podsunięcie kilku bajerów do tej metody!
" Jeżeli nie mogę czegoś opisać, to to nie istnieje. Wyjątkiem jest Bóg "- Recenzent Ateista


Reklama

Odp: EFEKT OBERTHA - Latajmy ekonomicznie.
« Odpowiedź #11 dnia: Wto, 07 Sty 2014, 00:57:36 »

Wto, 07 Sty 2014, 17:20:54
Odpowiedź #12

Offline Grzegorz2121

  • Kapral
  • **
  • Wiadomości: 168
  • Reputacja: 4
    • Zobacz profil
Kadaf właśnie zacząłem korzystać z kątomierza kilka tygodni temu przed tym postem :D

Moje osiągnięcia:
-Kerbin: satelita,stacja kosmiczna
-Mun: lądownik załogowy z powrotem,baza,łazik automat.
-Minmus: sonda na powierzchni
-Eve: satelita, próbnik
I wiele innych!

Śro, 28 Maj 2014, 10:45:18
Odpowiedź #13

Offline Robson

  • Sierżant
  • ****
  • Wiadomości: 418
  • Reputacja: 22
    • Zobacz profil
    • Opowieści Kerbali
Efekt Obertha nie jest żadną magiczną sztuczką. Cała sprawa polega na tym, że moc (czyli zmiana energii w czasie) jest proporcjonalna do prędkości. Dla orbit eliptycznych, największą prędkość pojazd posiada w perycentrum, dlatego zaleca się obniżyć perycentrum do minimum (oczywiście nie zahaczając o atmosferę). Należy pamiętać, że energia potencjalna jest energią ujemną, musimy dodać tyle energii kinetycznej, aby całkowita energia układu wzrosła do zera Ek = -Ep. Jak widać dla perycentrum wymagana Ek jest najmniejsza i to właśnie wtedy najniższym kosztem osiągniemy drugą prędkość kosmiczną (silniki muszą być jak najmocniejsze, aby impuls był krótki). Najlepsze orbity transferowe powstają gdy linia absyd przecina słońce, dla tego warto poczekać na odpowiednie okno transferowe.
 Po dotarciu na miejsce, niczego się nie spodziewając, zauważymy że nasza prędkość jest inna niż celu. Musimy wtedy rozpocząć jakże skomplikowany manewr o dźwięcznej nazwie: hamowanie. I tutaj także będziemy potrzebowali paliwa na tak zwany impuls zdejmujący.
 Oczywiście nauka w takich przypadkach nie śpi i wymyśliła, że mogą istnieć różne orbity, a wśród nich takie o jak najniższej możliwej energii i jak najdłuższym czasie transferu (Czyli szerokim oknie transferowym. Okno transferowe zaznaczone jest, o ile pamiętam, jako niebieska linia na naszej orbicie). Nazywają się Orbitami Hoffmana i myślę, że ze znalezieniem najlepszych nie będzie problemu. (Pamiętając, że energia potencjalna jest ujemna, nim wyższa orbita, tym niższa energia.)
Robson Kerman - Profesor Orbitologii Teoretycznej. Zabójca Piwo Grillsa Kermana zwanego Niedźwiedziem z Eve.
Jego oficjalnym guru jest Aby zobaczyć link - ZAREJESTRUJ SIĘ lub ZALOGUJ SIĘ - budowniczy wspaniałych części rakiet.

Reklama

Odp: EFEKT OBERTHA - Latajmy ekonomicznie.
« Odpowiedź #13 dnia: Śro, 28 Maj 2014, 10:45:18 »

Śro, 28 Maj 2014, 11:16:46
Odpowiedź #14

Offline Drangir

  • Major
  • *
  • Wiadomości: 1 631
  • Reputacja: 92
  • Smok rakietowy
    • Zobacz profil
    • DeviantArt
Cytuj
 (silniki muszą być jak najmocniejsze, aby impuls był krótki)

Ma to sens tylko w gdy mówimy o silnikach rakietowych. Najlepiej nada się do tego silnik KR-2L ooferujący ciąg 2500 KN przy ISP 380, które przystoi raczej silnikowi serwisowemu. KSP zawiera jednak silniki atomowe LV-N, o niskim ciągu ale impulsie właściwym 800 s, dzięki czemu nawet kilku(nasto...?)minutowe manewry sa bardziej ekonomiczne.
Cytat: Steven Universe
- Wasze obliczenia były niepoprawne.
- Nie mogły być niepoprawne, skoro żadnych nie robiliśmy.