Kerbal Space Program – 高度な再利用性の概念

より高度な再利用性の概念に関するガイド。これらには、フェアリングと上段の回復が含まれます。このガイドは、以前のガイド、部分的に再利用可能なロケットを構築して飛行する方法のフォローアップとして機能することを目的としています。まだ見ていない場合は、ぜひチェックしてください。

プローブ コアと関連周辺機器の構成

このテーマに関する前回のガイドで作成したロケットの第 1 段階のプローブ コアを見ると、それと、車両の再利用に必要なその他のコンポーネントを合わせて 2 メートル トン以上の質量があり、正味16,000 以上のコスト。

リアクション ホイールを廃止し、バッテリーのサイズを小さくし、より小さなプローブ コアを使用すれば、これを大幅に削減できます。

ここでは、コストを 3,368 トンに、質量を 0.650 トンに削減できることがわかります。これは質量の比較的大きな差であり、小型のアセンブリは明らかに安価です。それだけでなく、キャリアモードの世界ではより達成しやすい.または、Probodobodyne OKTO を使用することもできました。

価格の大幅な削減に加えて、これらの最後の 2 つのオプションの質量の減少は、より重いペイロードなどに対応するために、より多くのマージンを開くのに役立ちます。以前とは異なり、以前のガイドでは、これにはパーツのクリッピングまたは構造チューブの使用が必要です。 Making History 拡張 DLC に付属しています。ここでわかるように、ロケットを組み立てる際に、プローブ コアとバッテリーを強化ストラットと共に第 1 ステージにクリップする必要があります。幸いなことに、これにより段間領域の弱点の問題が解決されます。以前は、発射段階で大きな振動が発生し、最終的には車両の制御が失われるため、これは問題でした。

フェアリング回復

最近のニュースでは、SpaceX のペイロード フェアリングの回収について報告されています。 2.5 メートル サイズの KSP でのコストを見ると、なぜこれがゲーム内でも問題になるのかはすぐにはわかりません。

上記のとおり、コストはわずか 600 です。これは第5技術レベルのロケットの他の多くの部品と比較して正確に安くはありませんが、フェアリングを本当に高価にするのは根元の部品ではありません.代わりに、それはフェアリング エクステンションそのものです。

例のフェアリングを前方に伸ばすと、価格が 1378 に上昇することがわかります。ペイロードが大きくなると、これはロケットのコストに大きく影響します。通常のミッションでは、フェアリングが (比較的安価なルート部分を除いて) 完全に廃棄されることを考えると、これは少しもったいないようです.

この問題の解決策は、フェアリングを反転させてペイロードの上に下向きに延ばすことです。これにより、ビークルが大気圏のより厚い部分を離れたときに引っ張ることができます。回収を容易にするために、パラシュートを使用できます。

ほとんどのペイロードは、フェアリングをステージング (およびそれを失う) せずにフェアリングをその上に引っ張るのに十分な大きさではないため、フェアリングが車両に接触するトランク セクションは、外側にテーパーを付ける必要があります。

第二段階の回復

先細りの上部ステージが必要であることがわかったので、それを回復する方法について考え始めることができます。おそらくこれを行う最も簡単な方法は、パラシュートをいくつか投げて、上段に十分な燃料を残して軌道から離脱することです。

エンジンの選択に関しては、主に目的のペイロードに依存します。

通常、プードルまたはウルフハウンド (DLC) がその役目を果たします。ここで使用されている燃料タンクは、確か​​に、10 ～ 15,000 kg のペイロード範囲に必要な量をはるかに超えています。ただし、それらはそのようなペイロードの惑星間転送に必要なものです.

低カービン軌道 (LKO) に進むために、スキッパーなどのより強力な第 2 ステージ モーターを使用すると、通常は 900 ～ 1300 m/s の範囲の軌道投入燃焼に大きなペイロードが見られます。

これは、予想される LKO 燃焼のために、対応するサイズのペイロードが過度に大きな第 1 ステージを必要とすることが多いという点で、これらのタイプの再利用可能な上段の制限を示しています。ここに描かれているのは、これを軌道に乗せるために必要なステージです。

残念ながら、軌道に到達することは可能ですが、第 1 段階は次の大陸に届かない準軌道軌道に残されるため、無駄なブーストバック バーンか、面倒なドローン船の着陸が必要になります。

このタイプの構成は、パラシュートによる回収に使用できる第 2 段階を提供します。

上段を設計する際は、ペイロードを 3.75 メートルの直径のロケット (ここでは 2.5 メートル) に搭載する方がはるかに理にかなっている点があることに注意してください。これは、着陸を容易にするために、第 1 ステージを軌道下の軌道に乗せて着陸できるように、ペイロードと上段を合わせたものを十分に軽くする必要があるためです。ほとんどすべての通常のケースでは、Kerbodyne ADTP-2-3 の燃料は 10 ～ 15,000 kg のペイロード範囲に対して十分でありながら、第 1 段が次の陸塊に着陸できるほど軽量です。

このプロセスについて質問がある場合は、このトピックに関する以前のガイドを参照してください。

第 1 段階の垂直推進着陸に対する制御権限の縮小の影響

エアロブレーキや反応制御システムなどのハードウェアの多くを取り除くことに伴う有害な影響があることはすぐに明らかです。しかし、これらは、私が提案した方法でステージを構築することによって得られるペイロードのサイズと車両の効率の向上によって相殺されると私は考えています.

上昇中の安定性を高めるために、ビルドの最初の段階にフィンを含めることがよくあります。降下中のこれらの最初の段階の固有の空気力学的安定性により、これらは打ち上げ中以外は必要ありません。第 2 ステージが加速された後の第 1 ステージの揚力中心と質量中心の動きに注意してください。ロケットのトランクのフィンが下がっていると、打ち上げ中のハンドリングが向上する可能性があります。 SASがオンの状態での制御不能な降下。 AV-T1 ウイングレットなどの固定フィンを使用すると、この問題が解決します。

このガイドを要約すると、ペイロードの質量を減らす不要な部品、または不必要に大きな部品を避けることです。代わりに、そのマージンを使用して、第 2 ステージとフェアリングの回復を容易にします。それまでの間、第 1 段階と第 2 段階のデルタ V のトレードオフと、地上着陸のために次の大陸に到達するのに十分なデルタ V が第 1 段階 (理想的には) に必要であることに留意してください。このアプローチは、ブーストバック バーンよりもはるかに効率的です。