Leitfaden zu Flugzeuggrundlagen
Einführung
Dies ist für Spieler, die bereits wissen, wie man ein Flugzeug abhebt.
Hier erfahren Sie, wie Sie Ihr Flugzeug stabiler und kontrollierbarer machen und was die Instabilität verursacht.
Das Ziel ist, dass Sie am Ende dieses Leitfadens in der Lage sein werden, Ihren Flugzeugbau zu verbessern und zu wissen, warum bestimmte Dinge funktionieren und andere nicht. Ich werde auch einige grundlegende Konzepte erklären, die Sie beim Bau eines Flugzeugs verstehen müssen.
Sie können so ziemlich jeden Abschnitt für sich lesen, also können Sie auswählen, was Sie lesen möchten, da dies ein ziemlich langer Leitfaden ist.
Das offizielle Belagerungs-Tutorial-Flugzeug hat mich zu dieser Anleitung inspiriert, weil ich gesehen habe, wie es kaum vom Boden abheben und nicht kontrolliert werden kann.
Drehmoment und Vortrieb
Antriebsmethoden
Die ikonischste und gebräuchlichste Antriebsmethode sind Propeller, daher werde ich ihnen die kommenden Teile widmen. Während Sie auch Nives und Raketen verwenden können, sind Dampfkanonen die einzige andere Antriebsmethode, die in Vanilla Besiege praktikabel ist. Es gibt wirklich nicht viel über sie zu sagen, außer dass sie kein Drehmoment auf das Flugzeug ausüben und dass sie um einiges leistungsfähiger gemacht werden können, indem sie mehrere an derselben Stelle platzieren und den Copy-Paste-Bug verwenden Kopieren Sie die x4-Leistungseinstellung aus der Schrapnellkanone und fügen Sie sie ein.
Was erzeugt Drehmoment?
Es gibt viele verschiedene Dinge, die dies verursachen können, aber in diesem Abschnitt werde ich hauptsächlich darüber sprechen, was bei Propellerflugzeugen immer angegangen werden muss.
Wenn wir ein Rad auf einen festgesteckten Block setzen, dreht sich das Rad, und das war’s. Flugzeuge sind jedoch keine fixierten Blöcke und sie drehen sich frei, daher ist es wichtig zu verstehen, wie Drehmoment funktioniert.
Wenn wir dasselbe Rad auf einem frei rotierenden Objekt platzieren, dreht sich das Rad nicht mehr so schnell wie zuvor, aber vor allem beginnt das Objekt, sich in die entgegengesetzte Richtung zu der des Rads zu drehen. Flugzeuge, die Propeller verwenden, werden dies erfahren, und es gibt einige Möglichkeiten, dieses Drehmoment zu reduzieren, das sonst dazu führen würde, dass das Flugzeug unkontrolliert rollt.
Was beeinflusst die Rotationsgeschwindigkeit
Wenn wir ein schweres Objekt am Rad befestigen, dreht sich das Rad langsamer und das Objekt dahinter dreht sich schneller. Durch die Erhöhung der Masse haben wir das Trägheitsmoment erhöht. Daraus wird deutlich, dass die Rotationsgeschwindigkeit eines Objekts in dieser Konfiguration umgekehrt proportional zu seinem Trägheitsmoment ist, aber proportional zum Trägheitsmoment des anderen Objekts. Dies wird später in diesem Abschnitt wichtig sein.
Obwohl sich das Rad in diesem Bild vollständig drehte, neigte sich das Objekt dahinter kaum.
Gegenmoment bei gerader Propellerzahl
Flugzeuge mit einer geraden Anzahl von Propellern können Propeller haben, die sich in entgegengesetzte Richtungen drehen und das gleiche Drehmoment auf die Flügel in entgegengesetzten Richtungen ausüben. Idealerweise heben sich die beiden Drehmomente auf. Je nachdem, wie weit diese Propeller vom Zentrum entfernt sind und wie groß und schwer sie sind, können sie die Flügel nach oben oder unten biegen, den Schwerpunkt verschieben und das Flugzeug nach oben oder unten neigen. Aus diesem Grund ist es wichtig, dass Sie Ihr Flugzeug richtig abstützen.
Gegenmoment bei ungerader Propellerzahl
Unabhängig davon, wie Sie die anderen Propeller ausbalancieren, gibt es mindestens einen Propeller, der Drehmoment auf das Flugzeug ausübt, ohne dass andere Propeller ihm entgegenwirken. Dieser eine Propeller muss sich von anderen Propellern unterscheiden.
Diese beiden Bilder zeigen einen „einzelnen“ Propeller, der kein Drehmoment auf das Flugzeug ausübt. Dies geschieht dadurch, dass es sich tatsächlich um zwei Propeller auf derselben Achse handelt, die dem Drehmoment des anderen entgegenwirken. Sein Mittelstück ist frei drehbar und an Scharnieren befestigt. Dies liegt daran, dass das Drehmoment immer unausgeglichen ist, was bedeutet, dass sonst etwas auf das Flugzeug ausgeübt würde. Die Scharniere sorgen dafür, dass niemals ein Drehmoment ausgeübt wird, was auf Kosten einer sehr geringen Geschwindigkeit geht. Das Design auf der rechten Seite ist für höhere Geschwindigkeiten ausgelegt.
Nebenbemerkung
Bei hohen Drehzahlen brechen aufgrund der enormen Beschleunigung die Streben des Designs auf der linken Seite. Die Beschleunigungsoption in Besiege scheint sich nur dann linear auf die Geschwindigkeit auszuwirken, wenn keine Last auf den Rädern lastet. Unter Last erfährt die Geschwindigkeit einen exponentiellen Anstieg, der effektiv mehr als Reaktionsverzögerung als als tatsächliche Beschleunigungsreduzierung dient.
In diesem Bild ist ein echter einzelner Propeller. Es übt kein Drehmoment auf das Flugzeug aus, da es mit einem Scharnier daran befestigt ist (das nicht angetriebene Rad wirkt wie eines). Hier ist der Teil über die Drehzahl wichtig:Das nicht angetriebene Rad repräsentiert ein Objekt hinter dem Rad, und der Propeller repräsentiert das Objekt vor dem Rad. Der Propeller ist viel viel schwerer als das nicht angetriebene Rad, und deshalb dreht sich der Propeller langsam, während sich das nicht angetriebene Rad mit hoher Geschwindigkeit dreht, was zu einem geringen Vortrieb und niedrigen Geschwindigkeiten führt. Darunter leidet das Belagerungs-Tutorial-Flugzeug.
Da die Rotationsgeschwindigkeit des Propellers proportional zum Trägheitsmoment des nicht angetriebenen Rads ist, wird eine Erhöhung durch Hinzufügen von Klammern den Propeller viel besser machen, wie auf dem Bild oben zu sehen ist.
Variabler Antrieb
Dies ist wirklich eine zusätzliche Funktion für Ihr Flugzeug und keinesfalls ein Muss.
Sie müssen den Vortrieb nicht wirklich zwischen mehr als 2-3 Geschwindigkeitseinstellungen variieren, und diese können einfach angewendet werden, indem Sie einfach die Steuerung ändern, und wenn Sie wirklich wollen, können Sie die Geschwindigkeitsumschaltung mit Automatisierungsblöcken verbessern. Wenn Sie wirklich in der Lage sein wollen, auf jede Geschwindigkeitseinstellung umzuschalten, müssen Sie mehr als nur die Steuerung Ihrer Propeller ändern.
Die Bilder unten zeigen einen einzelnen Propeller, der den Anstellwinkel der Propellerblätter ändern kann, eine Steuereinheit für ein Flugzeug mit drei Geschwindigkeitseinstellungen und ein variables Dampfkanonen-Triebwerk.
Wing Panels and Сauses of Instability
What do wing panels do
Other than providing lift, they make the plane a lot more stable and easily controllable. They largely dampen small vibrations and other things that would cause shift in direction, but much more importantly, they heavily reduce the turning acceleration the plane would otherwise have. Drag is proportional to the square of speed, making it so you can have quickly responding controls when using panels, that have relatively constant and predictable turning.
- Make sure to use a lot of wing panels.
- Wing panels on the ZY plain reduce yaw shift.
- Wing panels on the ZX plain always reduce pitch shift and reduce roll shift when at the front of the plane.
- Wing panels on the YX plane are never used because they only contribute to drag. I’ve only used one of those, and it had a very specific use of making a plane fly at very low speeds and heavily reducing its acceleration when going down.
The center of lift and mass
The center of mass is usually going to be in the front half of the plane, which makes sense, because the front part has the propellers, the wings, most of the bracing…
The center of lift, however, will be behind the center of mass because almost the entire tail of the plane contributes to lift. In other words, the lift/mass ratio of the tail is higher than that of the front.
This will have no effect on your plane when flying it in 0G, because there is no gravitational pull, and no need for lift to be a factor most of the time. However, with gravity, you always have two vectors pulling up and down, so you get torque which makes the plane pitch downwards.
Landing gear
Landing gear is fairly simple, so I’ll just say that if you want to make it retractable, add an altitude sensor which will raise or lower it automatically.
Other than that, landing gear will shift your plane’s center of mass downwards, making so it’s no longer in the same line as the center of propulsion. This once again creates torque which makes your plane pitch downwards.
There are a few ways to go about solving this pitching downwards.
1. A “Gyro” (I know they’re not gyros, but everyone calls them that)
The most heavy complex solution out of these three, and one you should use only if the pitch is extreme. It offers constant torque.
2. Tilted wing panels
The most simple solution, simply done by rotating a wing panel or two by a few degrees. The torque you get depends on speed, so you might get a plane that pitches downwards on low speeds and pitches upwards on high speeds.
3. Flying blocks
Simpler, but weaker “gyros”.
All of these solutions double the torque instead of reducing it when the plane is up-side-down. The downwards pitch isn’t overly bad, so you don’t need to use any of these.
Roll and yaw shifting and instability
They’re both usually caused by asymmetry and loose roll and yaw wing panels. If roll is extreme, the problem is likely asymmetry in broken 0 angle of attack propeller blades (if you don’t know what they are, then this isn’t the issue).
Turning
Turning with wing panels and propellers
Intuitively the first form of turning you’re going to try. It’s mostly simple and looks nice. If you’re struggling with this form of turning, low turning speed is likely your problem. The further away from the center of mass your turning wing panels are, the more effect they’ll have.
The advantage of this is that you get fast turning even at high speeds.
Turning with “gyros”
Also very simple turning. Gyro turning is easier to add to your plane than panel turning because to achieve a lot of turning power, you don’t need to place them far from the center, but close to the axis passing through the center mass.
- Pitch gyro needs to be close to the X axis (red)
- Roll gyro needs to be close to the Z axis (blue)
- Yaw gyro needs to be close to the Y axis (green)
Along with being easy to attach to your plane, gyro turning offers very quick response times and is good at low speeds.
Fighting with controls
This usually only happens with yaw for me.
- You’ll try to turn the plane left, but the moment you release the key, they plane will return slightly to the right.
- When turning, planes aren’t moving in the same direction they’re facing. Because of this and drag, some force is applied to yaw panels on the tail and yaw panels at the front. If the tail is more affected by drag (has more panels), the plane will be experiencing torque until it begins moving in the same direction it’s facing.
- This can be fixed by removing some yaw panels from the tail, or adding more yaw panels at the front.