火箭发射及变轨控制的简易说明

fuqq

控制键


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RCS姿态控制喷口

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降


[空格] =  火箭点火/分离

[T] 或 按住[F] = 开/关 “S.A.S”（自动导航）  

[R]= 开/关 姿态控制火箭

[M]= 地图

[Tab]= 地图模式下切换目标

[G]= 展开/收起 着陆脚

[SHIFT]/[CTRL]= +/- 推力

[X]= 关闭发动机

[C]= 改变视角

[CapsLock]= 微操/普通操作 切换

[,]/[.]= -/+ 时间流速（加快时间会有放大震动幅度的副作用）

[-]/[+]= -/+ 焦距

[ALT+L]=stage锁定

其他按键可参见（目前还是0.13版）http://kerbalspaceprogram.com/~k ... ?title=Key_Bindings

仪表符号
运动方向（顺）

运动方向（逆）

重力方向（顺）

重力方向（逆）

fuqq

二楼科普
（转载自国家航天局网站 http://www.cnsa.gov.cn）

火箭发射轨道

人造地球卫星由火箭发射入轨。从发射点到入轨点的飞行轨迹叫发射轨道。发射轨道包括垂直起飞段、程序转弯段和入轨段。垂直起飞段和程序转弯段都大同小异，但入轨段根据轨道高度的不同有直接入轨、滑行入轨和过渡转移入轨之分。 　　近地轨道卫星一般直接入轨，即火箭连续工作，当最后一级火箭发动机关机时，卫星就可进入预定轨道。 　　中、高轨道卫星常常滑行入轨。其发射轨道由火箭发动机工作时的主动段、发动机关机后靠惯性飞行的滑行段和发动机再次工作时的加速段组成。 　　地球静止轨道卫星常常采用过渡转移轨道入轨，它与地球自转的方向相同，绕地球运行一周的时间与地球的自转周期相同。利用3颗等间隔放置的地球静止轨道卫星能够实现不包括南北两极在内的全球通信。地球静止轨道卫星的发射轨道因火箭的级数不同而有差异。对于三级火箭来说，过程一般如下： 　　第一、二级火箭经主动段、停泊轨道段和加速段，将卫星连同火箭上面级送入200-400公里高的停泊轨道。当飞经赤道上空时火箭上面级点火，把卫星送入近地点与停泊轨道相同、远地点为35 786公里的大椭圆转移轨道。卫星在转移轨道上运行时，地面测控站要精确测量它的姿态和轨道参数，并随时调整它的姿态偏差。当卫星在预定的点火圈运行到远地点时，地面测控站发出指令，让卫星上的远地点发动机点火，使卫星提高飞行速度，并改变飞行方向，进入地球同步轨道。如果进入地球静止轨道，则需用卫星上的小推力发动机调整它的运行速度，使它慢慢地到达预定的经度上空。这一过程叫卫星定点。 　　有些航天器，如返回式卫星、载人飞船和航天飞机等，在完成任务后要返回地球。从脱离运行轨道到降落地面这段的飞行轨迹叫航天器的返回轨道。

航天飞行速度

航天器在大气层外宇宙空间的运动速度，或称航天器飞行速度、航天器轨道速度等。航天飞行速度与航天器的飞行轨道、所在天体有关。 在讨论航天器相对于一个天体运动时，如果把天体视为质量集中的一个质点，则该天体形成的引力为中心力场，其质心为引力中心，此时航天飞行速度可由能量守恒定律确定，即：

式中，为航天飞行速度，为天体的引力常数，它等于万有引力常数与天体质量的乘积， 为航天器到天体引力中心的距离，为轨道常数。当时，航天器的飞行轨道为椭圆轨道，当时，航天器的飞行轨道为抛物线轨道，当时，航天器的飞行轨道为双曲线轨道。
圆轨道是椭圆轨道的特例，圆轨道的轨道速度称为该天体的环绕速度，其计算公式为：
                       
抛物线轨道的轨道速度称为该天体的逃逸速度，计算公式为：
                    
从上面公式可看出， 逃逸速度是环绕速度的倍。
环绕速度和逃逸速度与天体的引力常数和航天器与天体质心的距离有关。对于太阳系内主要天体，航天器在天体表面的环绕速度和逃逸速度列出如下：

天体	环绕速度 (km/s)	逃逸速度 (km/s)
地球	7.9	11.2
火星	3.5	5.1
金星	7.3	10.3
土星	25.2	35.5
月球	1.68	2.37

航天器在地球表面的环绕速度和逃逸速度(不考虑大气影响)，分别称为第一宇宙速度（7.9 km/s）和第二宇宙速度（11.2 km/s）。
航天器从地球表面起飞(不考虑大气影响)，飞出太阳系所需要的速度称为第三宇宙速度。
第三宇宙速度(16.6 km/s)是指在地球表面脱离太阳引力场所需要的最小速度，一般由下面公式计算：
         
式中，为第二宇宙速度，为假定没有地球引力作用条件下，在地球表面脱离太阳引力所需要的最小速度，为地球的公转速度。   
航天器在地球引力范围内飞行，其飞行速度一般大于等于环绕速度，小于逃逸速度。月球在地球引力范围内，因此飞向月球不需要大于逃逸速度。
相对于地球的环绕速度、逃逸速度和脱离太阳引力速度都随高度增加而减小：

离地球表面高度 (km)	环绕速度 (km/s)	逃逸速度 (km/s)	脱离太阳引力速度 (km/s)
0	7.9	11.2	16.6
200	7.8	11.0	16.5
500	7.6	10.8	16.4
1000	7.4	10.4	16.1
5000	5.9	8.4	14.9
20000	3.9	5.5	13.5
35786	3.1	4.3	13.1

一般，载人飞船的轨道高度在200km－500km之间，资源卫星和对地观察卫星的轨道高度在1000km以下，全球定位卫星的轨道高度在20000km左右，35786km是地球同步卫星的轨道高度。
返回式卫星、载人飞船在完成任务后要返回地面，这时需要进行离轨制动，以降低飞行速度和方向，使之进入返回轨道，最终降落到地面。为降低再入返回时的气动加热，在再入返回过程中需要进行速度控制。
亚轨道飞行器，是低于地球环绕速度飞行的一种飞行器，可实现远程或洲际飞行，飞行速度与飞行距离有关。美国的CAV（Common Aero Vehicle）是用于军事目的的一种亚轨道飞行器，它由运载火箭发射，分离后速度可达6km/s－7km/s，在100km~30km左右的高度进行无动力滑翔飞行，临近地面目标时，速度可保持在1km/s－2km/s左右。

deadnessking

问个小白问题，第二级火箭为啥按空格没法点火呢有啥说法么

似乎和设计用的发动机有关？奇了怪哉，有时能点火，有时不行。。。

fuqq

下面在下介绍一下发射和变轨的方法

火箭发射

一开始时，可能需要注意的有以下几个地方
1、左下角stage指示灯，一般是绿色，红色时为锁定。锁定时将无法进入下一阶段（ALT-L）切换
2、Surface/Orbit，地面/轨道模式，在高度到达36000M附近（确切数字难道是35786么？）会自动切换。其实是可以用鼠标点的。
切换成轨道模式后会发现，轨道速度已经是174.5m/s了、这是因为地球自转的缘故，所以向东飞可以节省燃料。

为了确保能垂直升空，发射之前，需要把SAS打开（按[T]，注意确保你已经安装了高级S.A.S组件）
然后我们把推力开到最大（按[左SHIFT]），点火出发（按[空格]）




我们开始垂直上升，由于这里无法开启时间加速（因为这个火箭的结构，时间加速会导致火箭剧烈晃动）
让我利用这点儿时间简单介绍一下我们的火箭。

这是视频http://www.youtube.com/watch?v=VGd28eqWwWc&feature=related
中使用过的登月火箭的仿制版。针对0.14版的更新，我对火箭的最后一级进行了少许，其他部分基本相同。

第①部分，由3组3喷口液体火箭组成，将火箭送达轨道高度。
第②部分，由1组3喷口的火箭和3个固体燃料火箭，保障进入轨道和之后变轨时的动力。
第③部分，我们乘坐的登月舱，用于月球着陆和返航。



到达轨道高度后，打开RAS，关闭SAS，手动改变箭首指向至水平向东后点火加速。
这时需要时常按[M]打开地图。看到近地点（PE）出现，就表示我们已成功进入近地轨道。

立刻关闭发动机，让轨道稳定下来。

改变轨道

现在，我们已经成功停留在近地轨道上，图中可以看到
AP 远地点（距离地球最远，角速度最小）
PE 近地点 （距离地球最近，角速度最大）

我们既然乘坐的是一艘登月飞船，下一步，自然我们要尝试飞向月球。



要顺利进入月球轨道，需要让远地点（AP）尽量靠近月球。
由于月球也在运动，所以需要一定提前量。根据经验，大致是月球运动方向上和地球夹角为90度的地方（有高人的话希望帮忙算算）

调整轨道目前我掌握的方法可以归纳为
沿飞船移动方向
在AP点加减速，可使AP点改变位置。
在PE点加减速，可使AP点改变高度

现在，AP的位置不太理想，我们需要改变一下AP的位置。
方法很简单，只要在飞船运行至AP点时，沿运动方向轻微加速（箭首指向），AP点和PE点就会沿轨道开始转动。




现在位置合适了，下面需要调整AP的高度使之月球轨道重合。

我们继续绕地球飞行，等飞船运行到PE点开始加速。
可以看到AP点在不断向外扩张，而且飞船速度越快AP扩张的越快。
当速度超过3000m/s，任何轻微i的加速都可能让你一下子飞出地球圈。
因此，一定要小心控制速度，不可求快。




基本成功了，下面让时间加速，直到我们被月球的引力俘获。



对得不太准，但还是算是成功被月球引力俘获了。



将飞船反转，到达PE点时沿运动方向反推（箭首指向），以求尽量减慢飞行速度，使飞船运动方向和月面垂直。



终于开始垂直下降了，剩下的就是紧张而漫长的减速微操。



仪表自动变为地表模式了。


登月前最后一次分离，开始紧张的最后阶段，
要不停的对下降方向和速度进行调整。




成功着陆。终于踏实了。

返回地球基本没有难度，在下就不赘述了。

fuqq

deadnessking 发表于 2012-3-8 18:48
问个小白问题，第二级火箭为啥按空格没法点火呢有啥说法么

似乎和设计用的发动机 ...

1、是否按装了分离装置
2、是否已经发动机和燃料罐正确连接，中间隔着设备时得用燃料管
3、分离装置和火箭是不是分在同一组（Stage）内，不是的话分离后得再按一次空格才会点火。

要还是不行的话，估计得看看图了

deadnessking

fuqq 发表于 2012-3-9 07:18
1、是否按装了分离装置
2、是否已经发动机和燃料罐正确连接，中间隔着设备时得用燃料管
3、分离装置和火 ...

恩，我是因为设计的时候发动机放在sas下所以才点不着的。。。
另外就是可能我的显卡不大行，当火箭比较高的时候停在地面的时候就会有较大晃动。。。结果经常出现起飞的时候发动机被卡在地面上飞不起来或者虽然飞起来了但是发动机少了几个的情况 我的解决方法就是在最后一级发动机下加分离装置作垫脚石 效果还不错

wanglewis

终于懂了~~~~~~~谢谢指教~~~~终于能登陆月球了~~~

rikako

太实用了这个谢谢楼主啊！！

dip

还是有问题啊，同样的火箭，用的大推力的那个，一直没变，5分钟前还发射来着，现在就说什么也不能点火了，其他按键功能全ok，就是不能点火了，空格没坏，这是啥原因？

feeling

楼主太伟大了，虽然还没有这个水平，正在努力ing