KerbalSpaceChallenge

Pourquoi mes avions ne décollent-ils pas avant la fin de piste ?

C’est tout simple : parce que vos trains d’atterrissage sont trop en arrière ! Ce sera en tout cas la bonne réponse pour 90% des cas. Il faut comprendre qu’un appareil pivote autour de son centre de masse, et nul par ailleurs, lorsqu’il n’est pas contraint. Si vous placez vos trains arrière… trop en arrière, alors la rotation n’est plus possible ! L’appareil veut décoller, les volets entrent en action, mais le nez ne pourra pas se lever si l’arrière de l’appareil ne peut pas se baisser, c’est physique, l’un ne peut pas vraiment aller sans l’autre :

ILLUSTRATION GIF DECOLLAGE PIVOT DE L’AVION SUR KSP

En revanche, si vous rapprochez suffisamment vos train arrière du centre de masse, vous permettez cette rotation, et là tous les décollages IRL que vous avez du voir, et le placements des trains sur nos avions de ligne et de combat, devraient prendre sens à vos yeux. C’est aussi ce qui explique la forme de la queue qui s’évase vers le haut, pour épouser la forme de la piste et ne pas toucher pendant le pivot :

Hé oui ! IRL, les trains sont presque toujours positionnés un peu en arrière du Centre de Masse, exactement pour les raisons évoquées. C’est assez sensible, et selon si votre avion à une portance importante, selon si vous lui donnez de base une attitude non neutre (nez vers le haut), selon sa maniabilité, il faudra plus ou moins rapprocher ces trains du CdM pour décoller proprement avant la fin de piste. A vous les décollages qui ont de la gueule, enfin !

Les autres causes possibles :

• Portance insuffisante (très rare dans KSP ^^) : votre voilure et / ou la vitesse acquise sur la piste ne vous permettent pas d’avoir une portance suffisante pour garantir un décollage avant la fin de piste. Ajoutez de la puissance / de la surface de portance.
• Maniabilité insuffisante (possible) : votre appareil est hyper-stable, son Centre de Portance (Center of Lift in english, CoL) en bleu est bien trop en arrière du Centre de Masse en jaune. Avancer le CoL en posant de nouvelles ailes vers l’avant ou en déplacant les existantes. Il est également possible de déplacer le Centre de Masse vers l’arrière, mais c’est rarement une bonne idée d’en ajouter artificiellement sur un appareil qui doit voler, si c’est ce que vous comptiez faire xD
• Incidence de l’appareil (mouais) : si vous avez vraiment foiré votre conception et que c’est involontaire, vous pouvez vous retrouver avec un appareil qui pique naturellement du nez, genre 5-10° sous l’horizon, ce qui peut rendre plus difficile le décollage. A l’inverse, vous pouvez choisir de donner une attitude positive dès la conception, le nez quelques degrés vers le haut, pour en faciliter le décollage, voir vous passer de tout pivot ! Très pratique sur les petits coucous qui ont une roues très en arrière par exemple, comme pendant la seconde guerre mondiale.

• Cette réponse a été modifiée le il y a 4 années et 4 mois par Dakitess.

Pourquoi mes conceptions sont elles toutes molles, fragiles, effet saucisse ?

Tout simplement parce que la conception dans KSP connait des limites inhérentes à sa programmation : lorsque vous posez une part, soit via les nodes vert de stacking, soit via la pose libre sur les flancs, vous n’avez une liaison directe qu’avec la part qui sert de support, qu’importe si vous vous trouvez à proximité directe, voir fusionné, avec d’autres parts environnantes. Voyons un exemple avec la fameuse KerbalX dont tout le monde dispose comme craft de base conçue par les développeurs du jeu :

Ci-dessus, les parts sont liées a leurs voisines directes mais le lien ne se propage pas plus loin :

1 est liée à 2, 2 est liée à 1 et 3, 3 est liée à 2 et 4, 4 est liée à 3 et 5, 5 est liée à 4 et 6, 6 n’est liée qu’à 5 en pose libre par le flanc.

De fait, le tout dispose d’une certaine rigidité verticale puisque toutes les parts s’entre-maillent et propagent les liaisons. Il n’existe ici pas de liaison ferme, solide, entre la part 5 et la part 1, ce qui semble logique en soit, les deux parts ne sont pas mécaniquement liées, mais le joueur pourra intuiter que sur cette faible longueur et avec une telle robustesse globale (diamètre, construction métal, etc), le tout devrait être strictement indéformable, solidaire. Dans le cas présent, vous n’observerez jamais de conséquence négative dans le jeu, mais si vous souhaitez déclarer au jeu que la part 5 et la part 1 sont supposée être fermement solidaire, pour former un Lander bien rigide, alors il vous faut poser un Strut : c’est précisément cette part, qui n’a aucune réalité mécanique, mais sert juste au jeu à calculer une liaison particulière. Ici, compte tenu de la géométrie, il faudrait ajouter un petit cube pour servir de support au Strut, sans quoi la pose est impossible :

Autant dire que ce n’est pas très gracieux, et nous verrons un peu plus bas la fonction d’AutoStruts très pratique pour déclarer autrement une liaison forte au jeu sans en passer par ces « cables / poutrelles » peu esthétiques. La conclusion de cette première partie, c’est que sur un assemblage vertical de plein de petites parts, il peut être intéressant de déclarer au jeu que tout un tronçon est supposé être « rigide » via un Strut qui vient court-circuiter toutes les petites liaisons cumulées pouvant introduire, sur de grands édifices, un « effet saucisse ».

Voyons un autre cas pouvant poser problème en terme de rigidité, plus important et régulier, toujours sur la KerbalX, légèrement simplifiée pour mieux visualiser l’aspect que nous allons aborder :

Ici, on peut voir que c’est le découpeur latéral qui se pose sur le flanc de la fusée, qui constitue l’unique liens entre les boosters latéraux et le corps principal de la fusée : ca risque de poser problème… D’ailleurs, vous avez noté qu’en survolant la fusée avec la souris, on peut directement visualiser les sous-ensembles qui constituent une branche ? Toute la conception dans KSP est structurée comme un arbre, avec un tronc principal, des branches élémentaires, puis des sous-branches. Ici, le tronc principal c’est l’assemblage vertical ou tout est relié de proche en proche. Dès que l’on pose un élément sur le flanc et que l’on commence à construire sur cet élément, comme c’est le cas ici avec le découpleur, on démarre une branche, et tout va tenir par ce découpleur, même si la pointe des boosters est très proche du corps de la fusée. Forcément, entre la masse de ces branches et les contraintes comme la poussée d’un propulseur, il va falloir renforcer ça, et ça se fait très simplement :

Hop ! Un strut tiré entre les cones de boosters latéraux et le corps principal, et « la boucle est bouclée », les boosters tiennent désormais à la fois par le découpleur de base, mais également par ce lien, qui vient solidariser le cone avec l’un des réservoirs de l’étage central. Bien sur la liaison n’existe précisément qu’entre ces deux parts ! Mais de proche en proche et selon ce que nous avons abordé précédemment, le cone est lié à sa part du dessous, qui est liée à sa part du dessous, etc : l’ensemble de la fusée est rigidifiée par cette simple pose de 2 struts. Pensez à utiliser l’outil symétrie 🙂 Cette fois, l’apparence visuel ne gêne pas, car cela semble logique de poser cette liaison concrète, physique, mais de nombreuses fusées IRL n’ont pas ces sortes de cables et on peut chercher à s’en passer…

Voyons donc la fonction d’Autostrut, introduite il y a quelques versions de KSP, et qui se révèle très pratique. Tout d’abord, rendez-vous dans les réglages principaux du jeu, accessible depuis le menu, onglet « Général », pour y cocher l’option « Réglages avancés » :

Une fois de retour en conception d’un Craft, vous allez disposer de nouvelles options lors d’un clic-droit sur une Part. Par exemple si l’on fait clic droit sur le réservoir principal du Lander, qui était la part 5 dans notre exemple précédent, nous avons l’option « Auto-strut » ou « Etai-auto » selon la langue, fonctionnant par clic successif, et permettant… De définir une liaison rigide virtuelle selon 3 options !

• Pièces la plus lourde : lien direct vers la pièce la plus lourd de votre craft, probablement votre plus gros réservoir.
• Racine : lien direct vers la pièce racine de votre craft, par défaut il s’agit de la première pièce que vous avez posé.
• Pièce grand-parent : comment expliquer ça avec des mots… Tout simplement un lien direct de la pièce 5 à la pièce 3 en sautant la pièce 4 !

Vous notez que lors des clics successifs, cela vous montre via un liseré orange quelle liaison correspond à chaque option, plutôt pratique. Tout a l’heure, nous souhaitions rigidifier le gros réservoir 5 avec le parachute tout en haut, cette option n’existe pas, ce n’est ni la part la plus lourde, ni la part racine, ni la part grand parent. En revanche ce parachute est lui même directement montée sur le pod 3 places, qui est la part racine de ce craft ! Cela revient donc largement au même, à une part près, et c’est l’option que nous allons retenir. C’est quand même vachement plus propre qu’avec un cube et un strut physique !

Retournons voir plus bas, pour évaluer ce qu’il est possible de faire avec les boosters latéraux :

En faisant un clic droit sur les cônes et en essayant les différentes options d’Autostruts, on remarques justement que l’option « Pièce la plus lourd » créé une liaison directe avec le corps central : c’est en fait ce que vous ferez la plupart du temps pour ces configuration de boosters latéraux, puisques en général il s’agence parfaitement autour corps central plus massif, ça tombe bien ! N’oubliez pas de le faire sur chaque part concernée bien sur, ici nous n’avons réalisé cet auto-strut sur qu’une seule paire de cones, sur l’image. A noter que les Struts, physiques ou virtuel, sont automatiquement supprimé lors d’un découplage, heureusement ^^

Pour terminer, sachez que l’option « Grand Parent » très très utile pour faire une sorte de « ByPass » d’une liaison faible, comme c’est le cas lors d’un étranglement structurel, un changement de diamètre par exemple, ou un agencement un peu particulier ou cela ferait sens. Par exemple, dans la fusée MunAR de ma conception, nous avons cette situation en image :

Ici, j’ai la possibilité de retirer les 4 struts physiques et de créer un AutoStrut Grand Parent pour lier la base de la coiffe à la charge utile, en passant à travers le petit octogone métallique qui sert seulement d’écarteur. Néanmoins c’est un choix tout personnel que de maintenir ces 4 struts physiques pour donner une cohérence à la conception, cela n’est pas inesthétique à cet endroit là et des éléments visuels renforcent l’aspect de solidité plutôt qu’un étranglement structurel manifeste que tout concepteur chercherait à éviter 🙂

A noter, enfin, que certaines situations ne permettent pas d’exploiter au mieux les fonctionnalités d’AutoStruts. C’est notamment le cas lorsqu’on souhaite solidariser ensemble deux « branches parallèles » qui sont géométriquement proche mais sans qu’aucune des 3 options ne soit satisfaisante, comme par exemple ici avec deux longueur d’ailes : elles sont indépendantes, chacune constitue une branche, ce qui signifie que les extrémités ne sont pas du tout liées, et qu’en vol elles se sépareront de manière disgacieuse, au grès des forces aérodynamiques ne s’appliquant pas exactement de la même manière. Ici, qu’une seule solution, le struts physique !

Note 1 : de nombreux joueurs utilisent et recommandent le mod KJRnext, qui rigidifie davantage toutes les liaisons interpièces afin de réduire les contextes d’utilisation des struts et autostrut. Cela n’est vraiment pas indispensable contrairement à ce que certains prétendent (:p) mais ça peut être une solution pour des constructions très complexes notamment ! En tout cas ça ne fait pas vraiment de mal et la logique du Mod à été révisée pour être moins bourrine et plus proportionnées, plus naturelle.

Note 2 : pour un tutoriel complet sur la conception dans KSP, merci d’aller consulter ce lien, qui contient tout ce qu’il faut et aborde rapidement la question de la rigidité : https://kerbalspacechallenge.fr/2018/05/08/ksp-suivez-lguide-n2-conception-basique-dune-fusee/

• Cette réponse a été modifiée le il y a 4 années et 3 mois par Dakitess.

Quelle est la trajectoire idéale de mise en orbite d’un SSTO ?

La trajectoire idéale va dépendre du craft, notamment de son rapport poussée / poids mais également de sa trainée, qui en général reste relativement bien corrélée aux deux autres paramètres. Cela dit, il y a un profil très simple qui conviendra pour l’écrasante majorité de vos SSTO, et on aurait tort de s’en priver !

Il vous suffit de décoller de la piste (si possible proprement et non en attendant le dénivelé de fin, voir la toute première fiche technique de ce topic :p !), de grimper quelques secondes pour écarter tout risque de crash le temps de gagner en vitesse, puis de lock SAS avec le nez pile sur l’horizon. Et de ne plus rien toucher !

GIF / VIDEO DECOLLAGE PROPRE ET PRISE DE VITESSE

L’idée, c’est d’éviter de toucher aux contrôles de l’appareil, pour trois raisons principales :

• Limiter les pertes par frottement, toutes manipulations des volets, gouvernes, dérives impliquent que vous n’offrez plus le profil minimal face à l’air. Notamment, la plupart des gens (et j’en faisais parti !) ont tendance à accélérer vers 10-15km d’altitude, à plat, pour gagner en vitesse. Mais pour grimper et ensuite passer en cycle fermé, il va falloir cabrer l’appareil, et même en douceur, cela implique des frottements au pire moment possible, là ou la pression aérodynamique est maximale. A la clé, même en étant doux sur les commandes, c’est potentiellement plus de 100 m/s qui sont perdus dans cette manœuvre ! Et parfois cela ne réhausse même pas suffisamment le prograde qui reste à la traine vu que la portance est bien moindre en haute altitude.
• Réduire à zéro les risques de RUD (Rapid Unscheduled Disassembly) causé par la brusque pression exercée sur les ailes qui prennent une charge monstrueuse alors que le craft a une importante inertie : il y a contradiction entre les ailes qui veulent monter / descendre et la masse qui veut persister dans sa direction !
• Garder un contrôle maximal sur l’appareil : en général, un SSTO est conçu comme étant très stable et ce n’est pas un grand souci, mais si votre conception laisse à désirer, sachez que le Lock SAS déploie sa « force » maximale que lorsque on y touche pas. Vous y avez peut être été confronté pendant une réentrée atmosphérique ou autre contexte : tout allait bien, le Lock SAS faisait son effet, rien ne bougeait, vous avez voulu faire une petite correction et là c’est comme s’il perdait toute ses forces, la position de stabilité n’est plus possible à atteindre.

Mais du coup, si on ne touche à rien, on va aller tout droit, à plat et ne jamais grimper ? Hé bien non ! On va utiliser la rotondité de Kerbin. Dans KSP, le Lock SAS agit comme un verrouillage de l’attitude vers une direction à l’infini. Or, comme on « avance » autour de Kerbin, cette position dans le référentiel global du système implique que le nez de l’appareil se lève progressivement dans le référentiel du sol ! Faites l’expérience, prenez un globe ou le cas échéant un truc rond genre un mug, posez un stylo « à plat » dessus et faites le avancer le long de la courbe tout en conservant intacte l’orientation du stylo par rapport à la pièce dans laquelle vous vous trouvez, et non par rapport au support courbé. Et si vous avez déjà fait volé des avions en ligne droite, vous avez forcément été confronté à ça, obligé de baisser le nez de temps en temps pour compenser :

GIF / VIDEO NEZ QUI SE LEVE TOUT SEUL LOCK SAS

Et il s’avère que cette petite grimpette naturelle sans n’avoir rien à faire, est globalement parfaite pour la mise en orbite d’un SSTO, aboutissant à environ 10-15° d’attitude et une vitesse aérobie (en mode cycle ouvert donc) quasi maximale. Top non ? Cela dit, certains protesteront que ce-faisant, la vitesse max atteinte sera plus faible qu’en volant à plat à 10-12km, que cette vitesse max est le nerf de la guerre pour les SSTO et c’est globalement vrai. Repensez donc au premier point évoqué ci-dessus : la différence de vitesse sera plus que compensée par le fait que vous n’allez pas toucher aux commandes pour lever le nez, vous serez déjà à la bonne attitude, entre 10 et 15°, pour ensuite enchainer sur le cycle fermé.

Mais comment ça se fait qu’on puisse atteindre une vitesse si élevée tout en grimpant ? En réalité, ce qui limite votre vitesse à une valeur théorique qui dépend de votre craft, c’est la technologie de propulsion. Il y a fort à parier que vous utiliserez les Rapiers, qui sont incontournables en dehors des mods, et ces derniers donnent leur meilleur à très haute vitesse, déployant une puissance vraiment colossale pour leur petite taille, à partir de mach2. Mais peu de temps après, vers mach4, leur puissance va s’effondrer, sans que vous puissiez rien n’y faire : ce n’est pas un manque d’air, ce n’est pas une trainée trop importante, vous ne pourrez plus accélérer une fois passée une certaine vitesse car la puissance va chuter, et sans poussée, pas d’accélération.

De fait, votre craft atteindra tout aussi bien sa vitesse maximale à 0° qu’à 10° d’attitude, moyennant tout de même une très légère perte logique liée à la pesanteur. Il atteindre aussi bien cette vitesse à 1km qu’à 10km, moyennant l’éventuelle trainée aberrante d’une conception « exotique ». Cette Vmax, vous pouvez l’atteindre en faisant comme avant, ou en procédant via le Lock SAS. La seule différence, c’est que vous avez d’un côté :

• Vmax à 12km et 0° d’attitude, un gros pitch up à faire, pertes par frottement, prograde qui peine à monter, risque de tout faire péter vu les contraintes à cet instant critique, ou de perdre le contrôle
• 95% de Vmax à 18km et 10° d’attitude, zéro contrôle à effectuer, prograde au plus près de votre nez, pas de risque que ça parte subitement en cacahuète au moment de poser les doigts sur le clavier

GIF / VIDEO COMPARATIVE VMAX

Le calcul est tout fait 😉

Pour aller un peu plus loin : la trajectoire de votre SSTO est optimale si vous êtes pratiquement au point d’exploser à cause de la chaleur. Si ce n’est pas le cas, c’est que vous êtes montés trop vite, vous pouvez rebaisser le nez quelques secondes quand vous êtes à basse altitude et que le Lock SAS vous fait naturellement monter. Votre objectif, c’est bien d’atteindre la vitesse aérobie maximale via la méthode du Lock SAS, et si vous avez mis le nez à 1° au dessus de l’horizon, vous n’allez pas laisser le temps à votre craft de gagner en vitesse max pendant la phase aérobie :

GIF / VIDEO Pitch Down

Si vous brulez dans l’atmosphère, vous pouvez au contraire mettre le nez à 1 ou 2° au dessus de l’horizon plutôt que 0°, vous n’avez pas besoin de passer plus de temps dans l’atmosphère. Cela dit, ça peut traduire un excès de puissance : si vous avez X Rapiers, considérez d’en mettre X-1 pour corriger cela, la vitesse max finale restera sensiblement la même et vous aurez gagné plusieurs tonnes de potentielle charge utile / de DV ! Pour les petits SSTOs avec un seul Rapier, très souvent, le rapport poussée/poids est énorme et l’ascension sera plutôt à 5 ou 10° dès le début, l’accélération étant très très rapide. Il se peut que dans ces cas là, il soit même préférable de baisser la puissance, stabiliser à 8km, Lock SAS à 2°, pleine puissance, et hop 🙂

Reste le fameux cas de la barrière transsonique. Mais si vous savez, ce fameux moment où votre craft semble bloqué entre 315 et 350 m/s, alors que tout allait bien avant et qu’il semble avoir une belle réserve de puissance après, mais pas moyen de passer cette barrière invisible. Il s’agit en fait du passage de mach1, qui, comme dans la réalité, fait momentanément exploser la pression dynamique et donc la trainée. Et c’est terrible, parce que votre propulsion à base de Rapiers n’attend que de s’exprimer juste après cette vitesse !

GIF / VIDEO BARRIERE TRANSSONIQUE

Que faire ? Ajouter des propulseurs ? Oui, ça marcherait, mais c’est un peu dommage, c’est de la masse morte, et on sait que juste après, tout roulera comme sur des roulettes. On va procéder autrement et vous allez voir, c’est fun. Tout ce qu’il faut, c’est donner un petit boost de vitesse pour passer cette épaisse barrière et après, tout s’emballe tout seul. Pour cela, on va… plonger ! On va bien sur d’abord gagner en altitude. Plutôt que de lock SAS à 0°, on va se mettre à 2-3° après le décollage, et attendre environ 2-3km. De là, on va Lock Prograde, et c’est magique, trois choses simultanées vont se produire :

• Le passage en prograde signifie que vous arrêtez de grimper et même que vous allez très vite commencer à plonger. La gravité devient votre alliée, BIM ! Gain de vitesse.
• Le passage en prograde signifie aussi que vous allez mettre le nez pile de sorte à limiter les frottements aéro, alors même que ceux sont sont énormes pendant la barrière transsonique. BAM ! Gros gain de vitesse.
• Le passage en prograde (sic) maximise l’alimentation en air pour les moteurs : en vrai, ça compte pas vraiment, normalement sur tous vos crafts, si vous avez réussi à décoller, c’est pas à mach1 que vous êtes short sur le sujet.

Attention : on a Lock Prograde, mais si on laisse les choses comme ça, on va faire plouf. L’idée c’est de re-lock SAS très vite après, lorsque vous avez le nez vers -2° sous l’horizon, ça suffit largement la plupart du temps. Même chose que précédemment, normalement le temps que grimpiez en vitesse, pendant votre chute, vous allez avancer autour de Kerbin et donc le nez de votre craft va naturellement se lever, tout doucement, et vous devriez ne rien avoir à toucher, c’est le but, au risque de briser votre effort de gain de vitesse.

Et donc, là, vous passez subitement de 320 m/s à  350 m/s, puis 380 m/s, et ça va de plus en plus vite. En général, passé 400 m/s, l’emballement des Rapiers est acquis, et c’est parti. On reste bien sur en Lock SAS, et hop, on rejoint la traj’ idéale précédemment citée, avec une grimpette très douce, un gros gain en vitesse explosif, etc.

Parlons rapidement de la suite, après la Vmax aérobie à 10-15° d’attitude, vers 15-20km : lorsque votre vitesse commence à chuter, vous pouvez passer en cycle fermé, c’est mieux de le faire vous même plutôt que d’attendre le FlameOut automatique qui arrive souvent trop tardivement et qui fait trop perdre en vitesse, c’est pas idéal. Donc, switch en cycle fermé, vous devriez être vers 20-25km à ce moment là. Si votre vitesse est supérieure à 1600 m/s, vous pouvez d’emblée passer en Lock Prograde et rejoindre la dynamique d’un Gravity Turn. En deçà, ça va dépendre, si vous êtes poussif (pour les très gros crafts optimisés), il faudra garder un peu d’attitude, genre 5° au dessus du prograde pour garder de la composante verticale. Mais suivez quand même un peu le prograde, sans quoi vous allez exposer un part importante de votre engin au flux d’air et induire des pertes aéro importante. Dès que vous sentez que votre énergie verticale est acquise, que l’AP devant vous s’éloigne de plus en plus, hésitez pas à passer en Lock Prograde, c’est important.

GIF / VIDEO SWITCH CYCLE FERME

Voila voila ^^

• Cette réponse a été modifiée le il y a 3 années et 5 mois par Dakitess.

Merci pour ton feedback très détaillé ! Content que ça tu ais appliquer ces quelques conseils 🙂

Au delà du gain que cela permet en DV, et qui peut effectivement être accessoire selon le contexte et les contraintes que l’on se fixe, c’est aussi un potentiel verrou de faisabilité qui saute : en ce moment je fais des méga SSTO et je vise un design aussi épuré que possible en Stock. Cela implique une surface arrière pour mettre des Rapiers relativement très (trop) petite qui sous-dimensionne la poussée, et de fait il faut recourir à ces méthodes pour ne pas surcharger le craft et rentrer dans un cercle vicieux qui va très vite ^^

Tout à l’inverse, pour un craft qui va déjà en orbite avec succès, c’est un cercle vertueux vraiment appréciable : le gain permet de retirer un réservoir, qui permet de gagner suffisamment de masse pour retirer un propulseur, qui donne des performances globales tellement meilleure que finalement on peut même rajouter une tonne de CU 😀

• Cette réponse a été modifiée le il y a 3 années et 5 mois par Dakitess.