【试水】【教程】造船的计算方法:初探
太空工程师吧
全部回复
仅看楼主
level 14
写在前面:
这次的这篇“教程”只是试水作,没什么完成度,也不是关键部分,主要目的是希望吧友们看一看,评(挑)价(刺)一下写作的方式如何(比如文风和逻辑关系,把公式放在图片里会不会带来不便等),如果萌新能受到帮助的话那就更好。
今后准备写一个系列的教程,或者换句话说,更像是分享个人摸索的经验(因为我的水平有限,并且很多东西还没有经过充分验证)。内容主要是如何由续航时间、加速度、最大倾斜角度、跳跃次数、单跳距离等指标入手,根据相应设备的属性数据,通过一系列方法,计算飞船的推进器、电源设备、跃迁引擎数量等具体情况。不敢保证能及时填坑,但在对SE失去兴趣之前会尽量更的(
至于肯定会出现的一票高中物理公式以及F=MAGIC,据我所知SE的物理比较简单,所以这些东西够用了。当然,还是那句话,如有错误恳请指出......
计划中的系列教程贴都是有本地留档的,如果消失了的话记得告诉我,我会补,今后也会将文档整理发布到文档平台(如百度文库)方便查阅和下载。
一、从“推得动”入手
据我所知,在星球上刚刚攒出第一个基地的萌新,打算造矿船提高挖矿效率或者把基地装上推进器飞往太空的时候,都会考虑一个问题:“装多少推进器才能推得动?”
说到推得动,我们很自然地会想到向下(指向地面)的推进器的推力之和至少要等于飞船受到的重力,来达到平衡;最好能大于重力,这样推进器才有多余的力来支撑飞船向上飞,或者在下落的时候托住飞船让它减速。
向下的推进器的总推力等于向下的推进器数量乘以单个推进器的推力,表达式如下:
其中F是向下的推进器的总推力,n是向下的推进器的数量,f是单个推进器的推力。F和f的单位都是牛顿(N)。这里我们只考虑使用同一种推进器,比如大网格的大型氢气推进器,它的推力约为7.2MN(1MN=1×106N)。
然后是飞船受到的重力,可以用下面的公式计算:
其中G是飞船受到的重力(N),m是飞船的质量(kg),g是星球上的重力加速度(m/s2)。游戏中,类地星球的重力加速度大约是9.8m/s2。当前飞船的质量可以在K键菜单的“信息”面板左侧的“网格质量”一项中看到,也可以在HUD右下角查看。
为了让推力和重力达到平衡,我们让F=G,即nf=mg,将这两个式子连接起来,整理可得:
就可以得出维持平衡所需要的最少推进器数量n。在此基础上多放几个推进器,就能得到足够的额外推力,使F大于G。注意,计算时代入的各个量可能需要换算单位,比如因为g的单位是m/s2,所以相应地,m的单位得是kg,f的单位得是N。以下是一个例子:
例1.1假设你在类地星球的基地重1,729吨(一千七百二十九吨,中间的逗号是千分号,每三位数字加一个),要安装大网格的大型氢气推进器让它飞上太空,粗略估算一下,至少需要安装多少向下的推进器。
解:飞船的质量是1,729吨,1吨=1,000kg,换算后是m=1,729,000kg;类地星球重力加速度g=9.8m/s2;单个大网格大型氢气推进器的推力是7.2MN,1MN=1,000,000N,换算后是f=7,200,000N。方便起见也可用科学计数法表示,即f=7.2×106N。
代入公式1.3可得:
显然,不可能安装0.35个推进器,所以向上取整,得n=3,即至少需要装3个大型氢气推进器。想要获得更大的推力,再多装一两个推进器即可。
实际游戏当中,直接让基地带着全部家当一起试着飞上太空是非常冒险的做法,因为稍不留意就可能家破人亡。一般推荐另造一艘升空飞船来进入太空,这样即使失利了也有机会东山再起。
其实,这个计算方法非常粗暴,它忽略了推进器本身的质量、推进器配套的设备(如氢气源和电源)质量以及为了防止飞船侧滑而需要在侧面安装的推进器,并且只适用于求解重力与推力的平衡。不过从作为介绍造船相关的计算方法的切入点,以及一种在“水多加面、面多加水”的

船过程中减少不确定性的方法来看,还是有一定价值的(笑)。对于那些被忽略的事情,我们留待以后逐一介绍。
(本篇完)
2019年12月30日 13点12分 1
level 14
高 技 术 力 (用趋磁就不用算了)
2019年12月30日 14点12分 2
level 12
还要注意,推进器和燃料也是有质量的
2019年12月31日 04点12分 3
是的,我最后有提。关于这些的计算会在后续的文章中讲到,并且配套的设备和燃料(如铀棒、冰)都可以通过一定方法算在推进器质量里。这篇试水文是高度简化的,介绍的方法仅用于粗略估计
2019年12月31日 05点12分
想起力学期末被变质量运动的微分方程支配的恐惧[惊哭]
2020年01月08日 07点01分
level 5
知识点有些高深,看的出楼主是用了心的,不过我信奉“只要力量够,搬砖也能飞”。这个方程式可做为一个推进器的基础参考。
2019年12月31日 07点12分 5
用心倒确实算是(笑)不过并不高深
2019年12月31日 08点12分
level 15
文科生已๑_๑
力大砖飞,全部都是靠自己一点点试
2019年12月31日 07点12分 6
emmmmm这个不高深啊,难道我写得太复杂了[惊哭]
2019年12月31日 08点12分
@魔龙拽根🐴 不复杂..就是公式可以不用给大伙看
2019年12月31日 10点12分
@DiscordHeart 我觉得如果只是文字描述的话不太直观,特别是之后会写到的一些结构稍显复杂(当然作为计算的工具用起来不难)的式子如果只用文字描述的话会很绕,写成数学表达式就一目了然了
2019年12月31日 11点12分
@DiscordHeart 不过今后我也会注意试着对式子加一些归纳性的文字讲解来方便读者理解和记忆的
2019年12月31日 11点12分
level 8
计算嘛,不存在的[滑稽]大力出奇迹呀[滑稽]
2020年01月01日 06点01分 7
level 8
这道送分题让我再次确定了我的物理课是美术老师教的,数学课是音乐老师教的。[咦]
2020年01月01日 09点01分 8
level 7
在现实中,工程上有时候习惯直接用质量单位用来指代力的大小。比如压力几公斤,最大牵引力几公斤之类的,这样在计算物料质量是否超出负荷时可以省一步脑子里的换算,而且也不麻烦,直接把标牌上的多少多少N减一个0就完事了。
SE里我的习惯也是这样的,直接用以地球重力为标准,用质量单位表示推子推力。比如最常用的,小船块的小气推和小氢推都是8t,大气推和大氢推都是40t,小电推1.2t,大电推14t之类的。当然这是正式版前的数据,正式版时所有推子集体增强了20%左右,不过我算的时候图省事都直接沿用老数据了,增强的部分留作安全余量。
至于真空/大气环境,不同星球重力不同,再简单换算下就行。比如月球重力0.25g,在月球时负载推子的推力按照*4计算就完事了。当然这是计算重力环境下负载用的,加速度的话直接按照1t推力给1t负载提供1g加速度就完事了。
倒是船体质量计算上一直有点问题。SE近几个版本我都没玩所以不清楚改没改,但1.0之前的版本,船体“实际”总质量直接看UI上显示的数值就完事了,但正式版更新时制作组非常多余的把这里给改了。UI界面上显示的质量就是船壳子实际总重+舱内货物实际总重的数值之和,但在存档设置船货仓的容积倍数不是1的时候,舱内货物的“实际”质量并不等于纸面标出的数值,而是纸面数值/仓储倍数
比如货舱里塞10t的矿,在10倍容积的模式下,最后参与船只的动力计算时的质量其实只有10t/10=1t。这个公式一直没变过,但在以前的测试版中,UI界面显示的质量直接就是这个经过换算以后的“实际”质量,但在新版里,UI直接无脑显示纸面数据,导致实际质量得玩家自己记
比如一条船壳子共计20T,有2个向下大气推的小船,在开10倍库存的时候,满负荷80t时,舱内实际可以装下(80-20)*10=600T的矿。而满载时,UI处显示的质量则是纸面上的20+600=620T
这导致玩家在多备库存模式下,造那些会带有大量货物的船的时候,得自己单独计算并且记住船只空重是多少,以及满载时UI会显示多少。说实话,这么搞还挺麻烦的,而且很容易让不知道以前非正式版时的公式的玩家困惑。制作组的这个改动还是挺那啥的。也不知道现在在这一块有没有再改。
2020年01月01日 10点01分 9
可以[真棒]主要是我自己的习惯还是直接用原本的数值和计量单位(当然基本的换算还是要的),因为经常是拿来数据直接代进事先推导的公式(笑) 至于质量显示,你说的那个问题我刚测了一次,还真是那样[喷]
2020年01月01日 15点01分
(原版,三倍方块库存,使用Whip's Artificial Horizon Redux脚本测加速度。推进器总推力17,280,000N,空船546,371kg,物品显示999,999kg。显示质量对应加速度11.2m/s^2,实测加速度19.6m/s^2,符合物品显示质量除以3
2020年01月01日 15点01分
符合物品显示质量除以3后的飞船总质量的加速度) 之前只知道实际参与计算的质量不变,有听说过这个问题但因为长期玩1倍所以没在意。 当然,以垃圾K社的德性,做出什么事情都不夸张(笑)
2020年01月01日 15点01分
level 12
我初中入坑的时候就开始用这种方法计算了(主要是摔的太惨[笑眼]
2020年01月03日 05点01分 10
我刚玩SE时只会慢慢飘[滑稽]
2020年01月03日 09点01分
level 10
除了考虑负载外,还得注意一下重心问题,箱子塞东西后会变重,如果箱子位置和飞船重心不垂直或者飞船不平行的话就可能翻船[滑稽]
2020年01月03日 07点01分 12
不会,经验证加上听群友证实,SE里本网格上推进器的推力相当于任何时候都作用在质心,不产生力矩(意思get到就好,这里我也说不严格(笑))。星球重力同理。所以可以认为不存在因重心问题导致翻船这种事。
2020年01月03日 09点01分
当然,网格之间的作用力和人工质量受人工重力作用产生的力还是可以产生力矩的,漂浮物品与网格作用的力以及武器后坐力好像也是,这个记不清了
2020年01月03日 09点01分
@魔龙拽根🐴 难道我遇上BUG了?我的船在水平状态下某两个推进器的出力总是比其它的高(没有调超控)
2020年01月05日 16点01分
没注意过……想问一下你是怎么注意到这个问题的。另外我自己除了之前提到的几种情况以及在服务器遇到原力bug(船卡住并无法停止地旋转)以外也并没遇到过真正意义上的翻船(指船自行倾转)
2020年01月05日 22点01分
level 7
加个编程块,可以边造边看加速度
2020年01月07日 18点01分 13
确实,一直在用工坊的Artificial Horizon Redux脚本测加速度验证我的计算[太开心]但是这个脚本到了大气内(还是重力内)就不显示加速度了(也没法设置),如果你写的脚本可以在星球上看加速度的话能发一下工坊然后告诉我名字吗[真棒]
2020年01月07日 21点01分
@魔龙拽根🐴 可以的
2020年01月08日 02点01分
@魔龙拽根🐴 我自己写的,怎么发给你?
2020年01月08日 02点01分
@A-K龍 能发布到工坊吗?
2020年01月08日 02点01分
level 7
最近写了个计算停止距离的小程序有用到在星球内部各个方向的加速度
2020年01月07日 18点01分 14
level 14
@燃烧的狐狸 刚才用这个装置初步试验了一下。
质心在储存箱一侧,总推力大于网格所受重力,储存箱一侧物品和方块的质量大于底下的那个小氢推推力(从中间断开之后该侧会加速下落)。
网格没有自行侧倾,提供向上推力的推进器的出力也都相同(控制面板没有直接显示推力,根据显示的当前氢气消耗速率判断)。
之后我再补充点其它相关试验并详细记录之后会写在一篇新帖里。
2020年01月08日 11点01分 15
另外中途从储存箱里取出所有石头和向储存箱里放满石头,网格也都不会自行侧倾
2020年01月08日 11点01分
储存箱中物品的质量(实际质量,3,178,125kg)比该侧网格的质量(整个网格也不到70,000kg)大得多
2020年01月08日 11点01分
推进器的力不存在扭矩,直接作用与质量中心
2020年01月08日 11点01分
@A-K龍 就是为了确认这个才针对看到的与质心、推力、翻船等有关的说法进行试验(笑)
2020年01月08日 13点01分
level 7
链接: 百度网骗1kLqXw4VqC6fKfRcj5FbFZA
提取码: 6swn
2020年01月09日 09点01分 16
1