坎巴拉太空计划相关物理知识解析

这是一款对物理知识要求比较高的游戏，在坎巴拉太空计划里，玩家需要了解一些相关的火箭离地，入轨，降落等物理知识，下面是游戏中相关知识的详细解析。

相关物理知识解析

速度增量

宇宙旅行最重要的概念， 类似于我们平常说的航程，一箱油能跑多远。 由于宇宙旅行处于工程设计的极限领域，设计容差非常的小，不能像汽车那样没事带一大箱油到处跑， 一般是用多少刚好就带多少。 况且太空里没油了也去不了加油站，基本上只有死路一条，所以上太空之前一定要搞清楚这个概念。

汽车，飞机，马车啥的我们都用距离来衡量它们的航程，能走多远，这是因为大气层内无论是飞还是在地面上跑都要持续使用能量保持前进，否则都会有阻力减速，最终停止。 但是宇宙里面由于没有阻力，有一点点动力都可以无限前进， 所以火箭的“航程”是不用距离表示的。 取而代之的是速度增量，一个速度值，一般用米/秒。

这是因为在宇宙里可以不消耗燃料停泊的地方只有轨道上，而不同的轨道的轨道速度不同，所以变换轨道需要改变自身的速度。 宇宙飞船的速度增量，就是在真空中累计可以改变自己速度的量。 另外从地面发射入轨基本就是相当于从静止不动加速到轨道时速，是需要速度增量的(发射过程有一定的损耗和浪费，所以实际使用的增量要大于轨道时速)。

从Kerbin地面发射到低轨道，原版游戏大概需要4500的速度增量。 如果安装了FAR真实气动，加上鼻锥整流罩之类的可以降低到3700左右。 而低轨道的实际轨道速度差不多是2300.

从Kerbin变轨到Mun登陆再返回差不多需要6700的速度增量。

从Kerbin逃逸到Duna登陆再返回差不多需要7000多的速度增量，这是因为抵达Duna的时候可以利用大气层减速，从而节省了抵达时刹车用的速度增量。

地面推重比

相对比较简单的概念，推重比就是推力除以重量。 等于1的时候表示推力和重量相等，大于1的时候推力大于重力，才可以在行星表面垂直起飞。 从地面发射入轨的话推重比越大越省油。 但是推力大的发动机一般都更重，而重量会使你废油， 过大的速度也会产生大气阻力损耗。 所以一定要把握好最佳推重比才能高效入轨。 一般在1.5~2.5之间。

比冲、推比

可以认为是耗油量，只不过数字越大越省油。 所谓比冲就是每单位质量喷射挤丢出去以后带来的反作用力。 想像一下你自己坐在一辆购物车里往后丢保龄球，你丢的越用力，自身前进的也就越远，虽然同样是只丢出1个保龄球。

这里不使用丢出的速度是因为速度越快，增加反作用力需要的能量就越大，就越难进一步提升效率。 所以我们用另外一个更可预测的线性发展的值，比冲

其实现实里的引擎比冲变化的方式是同样的油耗，造成的推力不同。 而游戏里是推力相同，油耗不同。

游戏里显示的大气推比和真空推比，其实是大气压1的时候的推比，和大气压0的时候的推比，中间是有过渡的。 而且在大气压更高的星球推比有可能进一步下降。

火箭在大气层内推比低的原因是喷嘴形状设计， 大气层内喷射挤容易向周围歪，而不是直线向后，导致能量浪费。

变轨

其实并不难理解， 你可以认为宇宙里所有路线都是椭圆形的(圆形是椭圆形的一种)。 在椭圆形的一头加速，另外一头就会拉长， 减速的话另外一头就会往回缩。

抛物线也是椭圆形，只不过有一多半在地面以下， 所以入轨只不过是要把另外一面给拉到地面以外，所以要在它的对面加速，也就是抛物线的顶点。

轨道倾角的变更方法就是在要提升的那边之前90度(对面是180度)的地方向上喷射，你要提升的那一面就会提升。 如果是要配合某个轨道的倾角，则在轨道侧面看起来交叉的地方加速，这个点游戏会标记出来。

多级火箭

如果你想建造效率更高的火箭，需要了解为什么火箭要分级。 需要分级的原因其实很简单， 因为越是大的燃料罐就需要越大的引擎， 而两者都是越大越重。 一枚火箭起飞的时候可能需要很大的燃料罐和很大的引擎，但是飞到一半的时候，由于燃料减少了，重量减少了，就不再需要那么大的引擎和燃料，这使得多余出来的燃料罐和大马力发动机称为死重，降低了发射效率。

然而一枚火箭如果分级过多，每一级由于都需要有自己的引擎(传统分级方式)，燃料罐和分离装置， 增加了重量，也会降低发射效率。

所以说想要效率高，就是要在这两者之间寻找平衡点。 如果世界上有没重量的燃料罐，或者没重量的引擎，那么分级就是完全没有必要的了。

各种火箭配置的缺陷：

传统分级的一大缺陷，就是上面一级的引擎在起飞的时候不能用，导致前面一级需要更大的引擎，增加了重量。

美帝的航天飞机，由于要携带着发射用的大推力引擎上天并且再回来， 而且还要携带一个有时候是空着的货舱，导致效率低。

基本上就是这样的思路，设计高效火箭就是要搞清楚降低效率的那些原因，然后设法用更高效的方式去代替。光是堆更多的火箭是没有前途的。

最优化设计

设计火箭要学会的一种思维方式，就是只带上你绝对需要的部件， 一个部件如果你不知道为什么要带，就不要带。 比如说很多人喜欢习惯性的装上很多RCS， 如果你不对接，而且没有转向问题的话就不要带RCS，太重。

在你装每一个，每一个部件之前，都问自己，我为什么需要这个部件，在哪里需要，有没有更轻的替代品? 就像之前说的，这不是汽车，属于现代科技的极限地带，不能像开车旅游一样啥都带着到时候看着办。

升心，重心，推力中心

重心和推力中心不难理解，如果不对准的话就会打转。 这个对宇宙飞船非常敏感，但是飞机却不怎么敏感，歪很多都可以继续飞，因为有气动面来制约方向。

比较重要的是这个升心。 其实飞机的升心应该靠后而不是靠前。 靠前确实更加容易起飞但是这样会导致飞机不稳定，原因如下：

假设我们有一个根没有阻力的机身，没有任何翅膀，那么它无论是什么朝向，其实都是无所谓的，空气都不会对他产生扭力。

但是如果它的前端装了翅膀，或者说垂直尾翼。 再想像一下，如果飞行的时候这个飞机稍微歪了一点，前端的气动面就会开始兜风，导致飞机继续歪，最终整个飞机会翻跟头。

但是如果这些气动面都装在机身后面，无论怎么歪，整体都会有自动修正的倾向，就像装了尾翼的箭矢。

理解这个以后，飞机升心为什么要在中心后面就很明显了。 因为这样无论你飞机怎么歪，气流都会把它向着正确的方向歪， 使你的飞机自身稳定。 注意这个效果是三维的，不光在垂直方向管用，水平方向也管用。 这就是为什么垂直尾翼要放在机尾而不是机头，因为放在后面能使水平方向自身稳定。

飞机起飞

新手可能会遇到的一个头疼的问题。 既然升心不能靠前，那我如何起飞呢? 一拉机头飞机上的副翼就把飞机向下压，这样永远也飞不起来啊?

其实起飞不应该依靠前置的控制面抬起机头。 起飞的正确方式应该是以飞机后轮为支点，像跷跷板一样下压尾部，从而提升整体的升力来起飞。 这就要求后轮不能太靠后，而且不能在最后面的我可控制气动面的后面。

在后轮必须非常靠后的情况，比如说老式的那些螺旋桨战斗机，可以通过架高前轮，让飞机一直有一个仰角的方式来起飞。

或者你可以试验一些更疯狂的起飞方式，发挥自己的想象力，装上助推火箭，可升降前轮之类的东西。 总之升心还是要保持在重心后面就可以。