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飞船建造中的一些机理模型分享

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本人(ID:时光守卫者)新入手的avorion大概一周,在建造飞船时考究了一下数据,给大家分享一下所得的经验。
由于还没通关,关于造炮造飞机造空间站之类的暂时不讨论,等我玩完了有兴趣回来补充一下。
本贴最大的亮点是考究了最高航速的数学公式(见三)和对于推进器的使用做出了说明和解释(见四)。
一、计算力
计算力基本只和船只实体体积相关,不论材质每立方米提供1计算力,计算机核心方块提供5倍计算力,以下列举解锁飞船系统所需的计算力:1-0,2-51,3-128,4-320,5-800,6-2k,7-5k,8-12.5k,9-19.76k,10-31.25k,11-43.07k,12-59.35k,13-78.13k,14-107.66k,15-148.37k。
如果造一艘方块船,而且不用计算机核心,那解锁全部系统最低边长约为53格,如果用比较美型的长宽高10:2:1来估算的话,游戏里(长高宽)大约相当于2000米x200米x400米,这样的飞船基本上是没办法用武器采矿的,在小行星里转个身都有可能撞掉点零件,基本上只能当战列母舰或者空间站来用。
二、材料
由于翻译是音译不好记忆和理解,故以下将各个金属材料按顺序称为铁、钛、绿、蓝、黄、橙、红,看看材料到底有哪些显著的不同。
1、密度不同,最重的是铁,最轻的是蓝。
2、血量不同,每高一级金属,血量x1.5倍,参考同材料同体积的标准船体,装甲提供3.75倍血量,护盾发生器提供17.5倍护盾。
3、特性不同,惯性阻尼器只能用铁,绿黄红只能造护盾,铁钛黄只能造护甲,蓝都能造,等等。
4、造价不同,每高一级材料,造价上升1.35倍,因此像太阳能电池板这种耗钱大户还是用铁比较划算。
三、前向动力(本文亮点)
飞船的前进动力只能靠引擎提供,推进器不提供向前动力,前向动力只和引擎总体积有关,每立方米引擎提供20千牛动力,与位置、大小、材料都无关。
众所周知,加速度a=F/m,因此加速度是非常容易计算的,等比例放大舰船不会改变加速性能。
而最高航速Vmax就比较迷了,等比例放大舰船,最高航速也会随之增加,我花了一个半小时观察、统计和分析,推导出了一个拟合度非常高的数学模型。
首先,增减其他方块不会改变最高航速,所以最高航速只和引擎体积相关,和船体质量无关。
其次,将一艘非常大的船等比例放大8倍(长宽高各2倍),最高航速增加311-312,我推测Vmax与对数函数有关。
第三,无论多小的船都有75m/s的Vmax,而且小质量的船等比放大Vmax增量较小,我推测Vmax当中有个非系数的常数。
经过试验和计算我最终得出:
Vmax=75log1.65(1.65+V/3),其中V是引擎体积
四、偏航与减速
1、减速
减速最好用的是铁质的惯性阻尼器,每立方米提供300千牛的减速,其密度为蓝引擎的2.43倍。
单向推进器推力为每立方米12.5千牛,全向推进器推力为每立方米5千牛,与材料、大小和位置无关。
减速时,只有推进器的反向推力(与航向无关)和惯性阻尼器起作用,需要注意的是,推进器与航向有夹角时,不能提供完全的减速效果,而惯性阻尼器在任何航向都可以正常减速,因此即使同减速数据下,惯性阻尼器解决漂移方面也比推进器更强!PS:一般接近目的地时通过反向推进快速减速,后自然漂移减速。
2、旋转
偏航、俯仰、滚转是上下、左右、顺逆时针的旋转,只有推进器能提供扭力力矩,装在中轴以外的引擎不提供任何扭力力矩。
三个方向旋转都是4弧度/秒为上限,大约就是掉头或翻滚(转半圈)要1秒,一般来说,三维都凑够1比较好,2以上才算灵活,如果使用同轴武器或者主要正向武器的,滚转可以低一点。
对于一个正方体方块船来说,偏航(左右)扭力力矩最大的是前后左右面,俯仰(上下)扭力力矩最大的是前后上下面,滚转(顺逆时针)扭力力矩最大的是上下左右面。
由于推进器只能水平放置,故在同一面上是等效的,8个顶点不比6个面的中央更好(尽管距离质心更远)。
对于一般的长方体船就相当于把正方体拉长了,因此左右装甲面尽管数据上看上去不远离质心,其实和船头船尾效果差不多。
而陀螺仪则相反,适合放在质心附近,远离质心会稍微降低一些旋转能力。
陀螺仪的旋转能力随材料的升级而升级,因此用红陀螺。
陀螺仪的旋转能力同体积下略优于推进器,并且质量减半,不受空间限制,单就旋转能力来说,胜过单向推进器。
而单向推进器的总推力(12.5)虽然比推进器的总推力(5x3)看上去要低一点,但是即使正确安装的情况下,单论旋转能力,单向推进器也是和推进器等效的。
要说明这个问题必须要先看一下推进器的工作方式和效率:
首先分析的是6个面上不同不同方向推进器产生的效果,下表列出的是单一面上使用一整块推进器(错误安装方式)提供的效果,其单位体积提供的扭力力矩为1:
同向 上下面左右面前后面
上下方向 0 滚转 俯仰
左右方向滚转 0 偏航
前后方向俯仰 偏航 0
此外将这个一整块推进器沿质心的中轴线一切四(正确安装),还可以额外提供旋转能力,但是由于质心距离减半,故提供的扭力力矩为0.5:
异向 上下面左右面前后面
上下方向0 俯仰 滚转
左右方向偏航 0 滚转
前后方向偏航 俯仰 0
综合一下,假设推进器单一方向上产生的效果为1,则可得在一个平面上推进器各个方向上的效果总共为3,
上下面 偏航俯仰滚转
上下方向0 0 0
左右方向0.5 0 1
前后方向0.5 1 0
而单向推进器的推力为推进器的2.5倍,则其旋转能力易得1.5x2.5=3.75,多出来额外25%。
简单来说,在适合安装的六面的位置,只有两个方向的推力起了作用,而还有一个无效方向被浪费了,因此单向推进器实际上多出了2.5千牛的推力。
再次重点强调一下,一个面上的单向推进器,要沿中轴线切成两半(这是单向!),否则损失了另一个方向上50%的旋转能力!
3、平移和后退
平移特指左右平移,后退指从静止开始后退。
平移和后退都是靠推进器来提供动力,是加速度运动而非固定速度,航速上限不变,制动由两倍推进器动力和惯性阻尼器共同提供。
由于平移和后退只能靠推进器,所以左右和前后方向的推进器必不可少。
平移一般是靠近码头或者在矿区时用的多,所以基本上是有一点动力能微调姿态即可,不需要调高这方面的数据(而且也看不到)。
而后退则可以是一个战术性的动作,比如装很多后退的单向推进器,进行保持距离和姿态的远距离作战,当然这样一来基本上只能独狼了,电脑船长操控的船可不会配合你。
总体而言平移和后退都是必要即可。
4、综合
由于上下贯通的单向推进器不能提供平移或后退,本应由其提供的俯仰和滚转的不足部分由陀螺仪补足。
故,我们在左右装甲布置4块前后推进器,在船头布置2块左右推进器,船顶和船底布置2块左右、2块前后推进器(这10块都是等体积的),获得如下表所示的偏航能力:
单向推进器 偏航俯仰滚转
左右面前后推进1 0.5 0
船头面左右推进1 0 0.5
船底面前后推进0.5 1 0
船顶面左右推进0.5 0 1
总共 3 1.5 1.5
如果船体形状奇怪不便于全布置上,至少船头布置2块左右推进器,上下左右取其中好布置的一面布置2块前后推进器。
用单向推进器将偏航堆到合适的数据后,再在质心附近用红陀螺仪补足俯仰和翻滚。
五、能量
引擎、推进器的材料只影响耗能和质量,不影响性能,因此全部采用蓝(淬尼)作为材料。
*能量一般由能量发生器和太阳能电池板产生,毫无疑问,太阳能电池板的性能更好。
能量发生器用更好的材料会发更多的电,但是增幅较小,红也就是比钛的2倍多了一丢丢。
而太阳能电池板发电只和表面积有关,每平米提供1兆瓦,与材料、位置无关,因此可以将太阳能电池板做成超薄的一片叠上几百上千层来发电,而且基本不增加质量,所以性能比能量发生器好用的多。PS:厚度最低也要0.000001(小数点后六位)
铁质太阳能电池板造价为每吉瓦3888.9块钱和1750块铁,红能量发生器造价为每吉瓦6370块钱和284红矿,从造价来说,也是太阳能电池板优势。
要注意的是太阳能电池板装好了之后别手贱全选+合成方块!
相对来说能量储量就更没用了,造价虽然低,但是又占体积,有不解决供需关系,有这点功夫把能量产出叠到能量需求的3倍以上就够用了。


IP属地:上海1楼2020-03-23 17:17回复
    申精


    IP属地:上海2楼2020-03-23 17:17
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      技术贴帮顶


      IP属地:上海来自Android客户端5楼2020-03-23 19:37
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        可以,顺便纠正一下,红矿(艾沃里翁)除了装甲全部都能造,也包括惯性阻尼器,红矿的惯性阻尼器比铁的效果最少要高100%,我是一艘大船(1600米长),假如造一个红矿阻尼器可以提供100m/s的减速,同体积的铁阻尼器最多不会超过50m/s的减速,铁太重,材质越重飞船的漂移就越严重,太阳能板淬尼金属比较好,最轻,大量建造后飞船的机动能力会比铁高很多,基本上铁只能在前期没有任何资源的时候用,主要是造惯性阻尼器,后期红矿一出就可以彻底淘汰铁.


        IP属地:甘肃6楼2020-03-23 20:25
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          支持干货
          超薄太阳能板无限叠加这个想法实在太奇妙了,而且没想到能比能量发生器多这么多输出。总感觉之后会改成和机库一样需要至少一面无阻挡才能发挥作用
          引擎动力只和体积有关这个是真没想到,理所当然的觉得更高级的引擎出力自然更好了
          既然看到了正好补充一点,虽然我觉得可能大部分人都知道,但机库,货仓,生活仓的性能只和体积有关,因此用蓝矿做最好。而且这类装备内部都有一道厚度固定的墙(虚拟的),同体积下所以造几个大货仓比造一堆小货仓划算
          这大概是让外观和实用性产生矛盾的最大点了,因此设计飞船建议首先从这类方块开始着手


          IP属地:浙江来自Android客户端8楼2020-03-24 00:41
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            补充发布!
            六、跃迁
            跃迁距离之和跃迁模块体积和材料有关,与船体质量无关。
            距离公式很好计算,与跃迁模块体积的三次根号成正比,即与其正方体跃迁模块的边长成正比。
            其中,红跃迁的距离d=2.5倍三次根号V,V为跃迁模块体积
            每降低一级金属,同体积提供的跃迁距离除以三次根号1.5。
            跃迁冷却只和船体质量相关,与跃迁模块无关,且上限为300s。
            冷却时间居然又花了我一个小时来算公式,主要是初中知识都不太熟练了,换底公式在excel上摆弄了老半天才捣腾出来,不过最终我还是拟合出了一条非常棒的曲线。
            跃迁冷却T=21+3^{log[2,(三次根号M/50)]},其中log(number,base)是对数函数在excel中的表达方式,M为质量,单位吨。
            观察该式,当M小于50t时,T表达式右边的多项式小于零,且小质量时计算机查表的关系,会有一些误差,可能导致在极小质量时不符合数学式。
            哇,搞清楚Vmax和这个T真是成就满满啊,虽然明明只是初中级别的水准233


            IP属地:上海9楼2020-03-24 00:42
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              我是来支持楼主的,楼主请继续


              IP属地:北京来自Android客户端10楼2020-03-24 10:19
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                W S LAI我是来支持的


                IP属地:湖北11楼2020-03-24 10:25
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                  七、货仓和机库
                  货仓和机库在设定中有虚拟的墙,因此同体积下,一个大仓库比一堆小仓库更好(游戏教程描述的)。
                  以此为基础探索货仓,一个1000边长的方舱提供3.5billion容量,1个1边长的方舱提供0.4(显示的数字),1个0.5边长的方舱提供0,可得以下结论:
                  货仓容积与材料无关,每立方米提供3.5容量,此外每个面有0.25厚度的墙。
                  同理,一个1000边长的机库提供5亿空间,一个10边长的机库提供428.7空间,可得以下结论:
                  机库空间与材料无关,每立方米提供0.5空间,此外每个面有0.25厚度的墙。
                  那根据以上易得:最好机库和货仓只造1个大的,实在不行最多2个,此外,当船较小时,正方体货仓比长方体的优势更明显(船大时不差这点面积了)。
                  在计算容量或空间时,直接长宽高各减0.5相乘然后乘以3.5或0.5的系数即可。
                  由于机库最多容纳120架飞机,所以只需要120x8=960空间,即1920有效体积(三次根号为12.43),即边长13的正方体机库是最大需求了,再多都浪费了,若是飞机改装大小加到9个点,只需要120空间=240有效体积(三次根号6.2)=7边长


                  IP属地:上海12楼2020-03-24 11:06
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                    楼主话说生产模块怎么算?单独一块只有一条生产线。分多了好像又有上限。是按材料算吗?


                    IP属地:河北来自Android客户端13楼2020-03-24 12:24
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                      九、碰撞伤害减免
                      如标准船体方块,铁每立方米减0.4碰伤,每升一级x1.5倍,红船体每立方米减4.556碰伤。
                      装甲提供28.125碰伤减免,炮塔基座5倍,航行记录仪2倍,货仓、生活区、鱼雷发射、鱼雷储存1倍,训练0.75倍,推进器、陀螺仪、码头、炮塔固定、装配0.5倍,机库0.15倍,惯性阻尼、能量仓0.125倍,护盾发生器、能量发生器、计算机、超空间0.0625倍,结构件0,等等。
                      碰撞伤害的判定不太清楚,能不能被保护立场分摊也不清楚,但是至少把船的外侧用装甲包起来是必须的。


                      IP属地:上海15楼2020-03-24 13:02
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                        十、装配区
                        装配区前期完全用不到,所以我放在后面研究,既然有吧友问了,我就先看看,反正这玩意看上去很简单好懂。
                        装配区是用来提升生产力的,生产力是给工厂和机库的, 有工厂的是空间站,有机库的是航母。
                        首先根据方块提示,材料能决定并行生产线上限,铁1钛绿2蓝黄3橙4红5。
                        不过其实没啥用,因为装配区是不放船上哒。空间站自不用说,航母其实也是不需要生产力的,你可以造一艘专门生产飞机的无动力方块航母,然后把战斗/采矿航母开过去,然后转移舰载机即可(因为舰载机生产贼慢,如果有战损多少生产力都没法即时补充,而无战损就更没必要建装配了)。
                        然后说生产力,红装配每立方米提供4生产力,每降低一级金属除以1.5倍,由于前期不用,黄以下的数据不看,黄是每立方1.778生产力。
                        空间站工厂的生产因为我还没玩到这我也不太好说,但是看看npc的工厂大概也可以猜测,同时能激活的生产线有限,不过没啥关系吧,生产力是和体积成正比的,你造一个和分成5个生产力没区别,那为啥要分呢?一个快的和5个慢的不是一回事?(因为没实际操作可能有什么没考虑到的)


                        IP属地:上海16楼2020-03-24 13:02
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                          lznb,支持


                          IP属地:江苏来自Android客户端17楼2020-03-24 13:03
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                            1楼更正一下,惯性阻尼器的数据给错了。
                            铁每立方米提供54.45千牛的制动,红提供100千牛的制动。
                            原数据写成了铁300千牛,是错的!
                            红惯性才只有100千牛,是蓝引擎的5倍


                            IP属地:上海18楼2020-03-24 14:46
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                              置顶更正
                              以上所说的每立方米指的是每立方格,实际上每格边长10米,因此应该严谨点成为每千立方米


                              IP属地:上海20楼2020-03-24 15:58
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