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王国之泪 MK2(马克兔)/奎恩引擎/木轮引擎/船帆引擎 飞行器的重量/推力/载重/速度综述

八卦谈 佚名 2024-04-13 16:26:25

MK系列飞行器的定义

MK系列飞行器是指由主要由风扇机+操作杆组成的小型单兵飞行器,名称来源于GTA5 的飞行摩托 暴君MK2。

最经典的是2风扇的MK2(马克兔),MK3就是3风扇,MK4是4风扇,以此类推。

经典基础版MK2

新型奎恩引擎(大轮胎+神庙扇叶)飞行器,我称之为省电载重王MK2 max,后面会详细介绍:

挂满14门武器的MK1 MAX2


风扇机的推力与升空

研究推力先要确定重量,最早看到的是gdnre的:

基于便携锅简易天平的王国之泪物品重量测试 https://ngabbs.com/read.php?tid=36361105


后来我自己解包获得了更准确的重量数据:

[首发 解包数据]塞尔达传说:王国之泪 左纳乌装置的重量、能耗/耗电量、寿命/持续时间


跟MK飞行器有关的重量:

1、林克体重100,克洛格体重40,神庙水晶300

2、操作杆、魔像头、各种武器头(大炮、激光、火龙头、冰龙头等)都是重100

3、风扇机重300

4、除了加朵花照明,其他装置都是浪费造价和能耗,应该通过优化结构调整重心来提升飞行器的操控。


风扇机的推力

1、测试推断风扇机推力是650

2、要保持在一个垂直高度,需要重量≈推力,即推重比为1

3、要以明显的速度升空,重量不能超过600,即推重比≥1.083

4、上升速度 ≈ 15*ln(推重比),测试数据比较粗糙所以公式也没那么精确。推重比1.083时上升速度为2/分钟,MK2空载后拉时是8.5/分钟,19个风扇带一个不倒翁时推重比≈2 上升速度10.6/分钟。


于是可以推导出MK1~MK5的最大载荷,即可挂载的武器数量:

装置总数指其他载荷全部是重100的魔像头/武器时,加操作杆、风扇机的左纳乌装置总数,MK5时就基本达到上限20个。


飞行姿态与推力角度


我认为的理想飞行姿态:

1、默认姿态时,保持高度,水平直飞。

2、后拉摇杆时,垂直上升,满足爬升需求。

3、前推摇杆时,俯冲下降,能快速降低高度。

4、停机时,垂直下落,但保持稳定姿态不脱手,能实现复飞。

5、转弯半径小,能灵活的避障或盘旋攻击,盘旋时能保持高度。


以基础版MK2为例,除了第4点,其他都已实现,所以是适用性最广泛的飞行器。

默认飞行姿态(不动操作杆)
垂直上升姿态(后拉到底)
俯冲前进姿态(前推到底)


而飞行姿态,涉及推力的角度:

经测试推断推力的角度符合现实物理规律:推力与垂线夹角为θ时,垂直推力是cosθ,水平推力是sinθ。

比如45°放置时,垂直推力为cos45°≈0.7倍。

要保持理想飞行姿态,就是垂直推力≈总重,那么可以得出理想的倾斜角度:

以MK2带不同负载为例,EXCEL里的公式:理想角度=DEGREES((ACOS(总重/推力))


当然,我们知道了理想角度,也没法直接让飞行器按角度飞,不倒翁也只能实现0、45°、90°这样的固定角度。

理想角度是一个指导性指标,帮我们估算在某个载荷条件下,合理的重心位置。

然后反复微调结构试飞,最终发现默认姿态实现了保持高度的水平直飞,才实现了这个理想角度。


补充几个结构调整的小问题:

1、大炮炸膛问题(炮弹射出即爆炸),似乎是把大炮直连激光上导致的,如果大炮直连魔像头就不会。

2、一个魔像头挂太多武器,一是魔像头不索敌时左右转动容易导致飞行器摇晃转向;二是容易各种断裂(碰撞、跌落、扭脖子等)


水平飞行速度

我们已经知道了上升速度与推重比有关,且有上限,那么水平飞行速度应该也是类似的。

水平速度跟推重比更接近一个线性关系,水平速度 ≈ 15 * 推重比 - 8.5

MK2默认姿态的水平速度为13/分钟,而9个风扇机只带1个不倒翁水平吹风时达到最大值20/分钟,加到19个风扇让然是20/分钟。


组合上限19风扇+不倒翁+操作杆的速度测试


MK max:奎恩引擎(大轮胎+神庙扇叶)

最早是看奎恩哥整出来的,用两个大轮胎做差速轮,让神庙扇叶达到转速门槛实现升空,所以也被称作奎恩引擎、秦王绿皮科技之类。这个神庙扇叶是从阿卡莱旋涡状半岛的神庙里偷的。


个人测试结论:

1、推力是扇叶产生的,所以动力源是用大轮胎还是神庙马达没有区别。

2、扇叶达到转速门槛后推力恒定是11000,继续叠轮胎提转速并没有变化。

3、叠加扇叶会叠加推力,但因为轮胎没有增加所以耗电量并不会增加。

4、2个轮胎的能耗是1,而1个风扇机的能耗是5.2,即使是1个扇叶,载重效率也是风扇机的88倍。


MK1 max的实现

本来只用单组风扇会不断加速自旋而无法控制,我通过两个不倒翁的对抗性平衡,消除了单组风扇的自旋问题,带来了稳定的控制。也有UP测试将2个不倒翁呈八字形放置会更好,具体结构大家可以自行测试比较。

两个不倒翁水平连接,消除了自旋和晃动,获得非常稳定的飞行控制
3扇叶能带8追踪小车,总重达到32000,载重等于54个风扇机,能耗却只有1/280,极致省电载重王MK1 MAX3


对于MK1 max来说,重量不是问题,限制条件只剩下左纳乌装置不能超过20而已。本质上这就是辆飞天2轮车,有这还整啥锅悬挂、苹果悬挂、冻肉滑行?

左右各1个魔像头+6激光,挂满14门武器


MK1 max的优势:

1、能耗和载重逆天,只有2轮车的能耗,载重近乎无限

2、通过双不倒翁横置后,操控稳定,前推到最大转速升空,左推左转右推右转不再是反向,要降高度时后拉停转即可,而且因为有不倒翁稳定,垂直下降时仍然保持稳定姿态不会脱手,随时可以再次拉升


目前的不足之处:

1、飞得慢,速度大概是风扇机MK飞行器的一半左右。貌似是系统逻辑与风扇机不同,即使推重比堆到很大,也还是不如风扇机的速度。

2、双不倒翁虽然稳定,但是不灵活,转弯半径大,右转稍好点,左转非常大。


MK1 max的理想使用场景

林克前期面临的窘境:

1、地底环境复杂,载具最好是能飞

2、电池小,飞个MK2都够呛,更别提带14门武器上天

3、矿少,用完就扔肯定是不舍得

4、飞行炮艇的攻击效率并不高,耗电、命中率低、大炮/激光输出低、操控飞行器保持输出位置也比较麻烦。清小怪效率远不如以破冰伤害为主的追踪机器人。追踪机器人打怪时,林克还能挖矿开箱,时间效率更高。


捋一下这些需求:地底地形复杂载具最好能上天、电池小所以要耗电低、矿少所以装置要重复利用一直带着、追踪机器人清怪效率高但是重,不是刚好对应了MK1 max的优势吗?

带着我心爱机器人,环游地底世界


单组引擎双扇叶的MK1 max2,只是增加一个铁笼子,还能带个追踪机器人。

到了营地放下机器人自己挖矿开箱,完了小怪也死光了,机器人扔筐里骑上小摩托继续下一个。

不管是电池、矿还是时间效率都是最优。

结构展示,当然还不是最优结构
当然,用铁笼就要考虑防雷

不过经过一段时间的使用,只做纯交通载具的话,目前还是双引擎单扇叶MK2 MAX1是造价和能耗最优解:

1、造价24矿,配个重点的大石板飞行很稳可以省掉不倒翁,只有4个大轮胎的能耗ECM为37.5,而单引擎双不倒翁的MKI MAX2造价21矿 能耗ECM为67.5。

2、双引擎的转向控制非常好,几乎能原地360度转向,没有不倒翁的限制控制的响应度更好。

双引擎单扇叶的MK2 MAX1,可能是目前造价/能耗性价比最高


新型零能耗 木轮/船帆引擎

我最早看到的是 @白尾鹿 的木轮引擎 https://www.bilibili.com/video/BV1vo4y1P7Sx

然后看到 @松松阿林 对木轮引擎深入研究时提到的船帆引擎 https://www.bilibili.com/video/BV1Az4y1H7p1


注意:

1、目前个人观察的木轮/船帆引擎运转条件,是需要车体离地,比如浮空、浮水、用桩戳起来,以下研究截图都是用桩戳起来的。

2、再强调一遍,木轮/船帆引擎不耗电!不耗电!不耗电!


实测观察到的现象

1、操纵杆水平放置,前推纵向车轮前滚,下图箭头标注为扇叶产生的风向,未标注的扇叶都没有转动。而后拉时,纵向车轮后滚,产生的风是反向的。

操纵杆水平放置,前推,纵向车轮转动产生的风向

2、操纵杆水平放置,左推时,车体右侧的横向车轮转动,下图箭头标注为扇叶产生的风向,未标注的扇叶都没有转动。而右推时,车体左侧的横向车轮逆向转动,产生的风是反向的。

操纵杆水平放置,左推时,车体右侧的横向车轮转动产生的风向

3、操纵杆水平放置,左前推时,车体右侧的横向和纵向车轮转动,下图箭头标注为扇叶产生的风向,未标注的扇叶都没有转动。右前、右后、左后都是类似的效果,而不管操纵杆怎么控制,水平方向的车轮始终不转。

操纵杆水平放置,左前推时,车体右侧的横向和纵向车轮转动产生的风向

4、操纵杆后仰45°放置,默认/前推/后拉,纵向车轮始终前滚,下图箭头标注为扇叶产生的风向,未标注的扇叶都没有转动。

操纵杆后仰45°放置,默认/前推/后拉,纵向车轮始终前滚产生的风向

5、操纵杆后仰45°放置,左推时,右侧三个方向的车轮全部转动,下图箭头标注为扇叶产生的风向,未标注的扇叶都没有转动。而右推时是类似的反向效果。

操纵杆后仰45°放置,左推时,右侧三个方向的车轮全部转动产生的风向

6、操纵杆前倾45°放置,与后仰的唯一区别就是纵向车轮是反向转动,下图为左推时,右侧3个方向的车轮转动产生的风向。

操纵杆前倾45°放置,左推时,右侧三个方向的车轮全部转动产生的风向

7、船帆引擎与木轮引擎唯二的不同之处:

    1)右推控制杆时,木轮引擎只有左侧车轮转,船帆引擎右侧也会转。

    2)木轮引擎左右两侧车轮是反向旋转,而船帆引擎两侧是同向旋转。

操纵杆水平放置,右推时,左右两侧的横向车轮全部转动产生的风向
操纵杆后仰45°放置,右推时,产生的风向


根据以上现象,个人的推论:

1、木轮/船帆引擎产生的机制,应该是源于王泪的车轮控制机制,也就是跟大小轮胎是基本一致的。

2、木轮除了没有大小轮胎的扭力和转向能力,其他应该是一样的,即还有2种作用力:矢量推力、差速效应。

3、矢量推力:即前后推操纵杆时,对纵向车轮有一个微弱的矢量推力,只是相对大小轮胎的扭力和地面摩擦力太小可以忽略不计,所以平时没有发现。而木轮车辆在离地后,这个微弱的矢量推力大于轮轴摩擦力,所以推动木轮不断加速旋转。

4、差速力矩:是指左右转向时左右车轮的转速不一样,可能是对内侧轮施加一个阻力,而外侧轮施加一个朝向转向的推力,所以内侧木轮会停转,而外侧木轮则加速旋转,且左右两侧旋转方向相反。

5、船帆引擎的特殊之处,应该是只有矢量推力没有差速力矩,而且左右推操纵杆时,也是应用矢量推力,所以船帆不管位置怎么摆,转速和转向都是一致的。不像轮胎左右两侧转向会不同,而且越靠外侧转速越快。


木轮/船帆引擎目前主要的难点在于启动机制需要脱离地面,如果能解决并优化操控,凭借零能耗,完全可以取代所有载具,而且这个机制可能还不算bug,至少不会迅速修复。

本文标题:王国之泪 MK2(马克兔)/奎恩引擎/木轮引擎/船帆引擎 飞行器的重量/推力/载重/速度综述 - 八卦谈
本文地址:www.ttdhp.com/article/54182.html

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