Difference between revisions of "Atmosphere/ko"

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(항력)
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{| class="wikitable" style="float:right;margin:0.5em;"
 
! colspan="2" | Planets
 
|-
 
| style="border-right:0px;" | [[File:TinyEve.png|16px]]
 
| style="border-left:0px;" | [[Eve]]
 
|-
 
| style="border-right:0px;" | [[File:TinyKerbin.png|16px]]
 
| style="border-left:0px;" | [[Kerbin]]
 
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| style="border-right:0px;" | [[File:TinyDuna.png|16px]]
 
| style="border-left:0px;" | [[Duna]]
 
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| style="border-right:0px;" | [[File:TinyJool.png|16px]]
 
| style="border-left:0px;" | [[Jool]]
 
|-
 
! colspan="2" | Moons
 
|-
 
| style="border-right:0px;" | [[File:TinyLaythe.png|16px]]
 
| style="border-left:0px;" | [[Laythe]]
 
|}
 
 
천체의 '''대기''' 를 통과하는 어떤 물체의 움직임이 느려질때에, 이 힘은 대기항력 (또는 간단하게 '''항력''') 으로 알려져 있다. 또한 대기는 양력이 가능하도록 해준다. 대기가 있는 천체는 [[Eve/ko]], [[Kerbin/ko]], [[Duna/ko]], [[Jool/ko]], as well as 그리고 줄의 위성인 [[Laythe/ko]]가 있다.  이 중 오직 [[Kerbin/ko]] 과 [[Laythe/ko]] 만이 대기중에 산소를 포함하고 있다.
 
 
대기압은 고도가 높아지면 기하급수적으로 약해진다. 대기의 ''규모고도'' 는 대기압이 1/''e'', 또는 1/2.718 만큼 변하는 거리를 말한다. 예를 들어, 커빈의 대기의 규모고도는 5000 m인데, 이것은 고도 ''n'' 에서의 대기압은 고도 ''n'' + 5000의 대기압보다 2.718배 크다는 것을 의미한다.
 
 
 
대기의 성질은 온도에 따라서도 달라지지만, 이것은 게임을 플레이 하는 데에는 관련이 없다고 생각된다.
 
 
대기는 [[aerobraking]]을 가능하게 하고 착륙을 쉽게 만들어준다. 만약 대기중에 산소가 포함되어 있다면, 제트엔진을 사용할 수 있다. 그러나 대기는 행성에서 이륙하는 것을 더 어렵게 만들며 안정궤도의 고도를 증가시킨다.
 
 
== 항력 ==
 
[[File:Mk16-XL Parachute.jpg|thumb|right|Mk16-XL parachute가 달린 Mk1-2 pod가 커빈 대기의 항력으로 인해 감속하고 있다.]]
 
 
게임에서, 대기항력(''F<sub>D</sub>'')은 다음의 수식을 따른다.
 
 
: <math>F_D = 0.5\, \rho\, v^2\, d\, A</math>
 
 
 
이때 ''&rho;''는 대기 밀도(kg/m<sup>3</sup>), ''v'' 는 기체의 속도(m/s), ''m'' 는 기체의 질량(kg), ''d'' 는 항력계수(dimensionless), ''A'' 는 [[w:cross section (geometry)|단면적]](m<sup>2</sup>)을 나타낸다.
 
 
이 중 단면적은 실제로 게임상에서는 계산되지 않는다는 점에 유의해야 한다. 이것은 대신에 질량에 정비례하는 것으로 추정된다(1m³/kg).공식에는 기체의 질량(kg)을 사용한다.
 
 
''&rho;'' 는 대기압에서 얻어낼 수 있는데(''p'' of unit ''atm''), 이는 고도 0에서의 대기압(''p<sub>0</sub>'')과 규모고도(''H'')에 대한 함수를 이용한다 :
 
 
: <math>p = p_0 \cdot e^{-altitude / H}</math>
 
 
: <math>\rho = p \cdot 1.2002 \cdot 0.008</math>
 
 
<!--    rho = p * FlightGlobals.getAtmDensity(1.0) * FlightGlobals.DragMultiplier -->
 
 
 
값 1.2002는 [[w:Air_density|이상 기체 법칙]] (T 는 항상 293.15K 로 가정한다) 에서 얻어낼 수 있으며 상수 0.008 은 정해져 있는 값이다. 이것은 다음에서 산출된다.
 
 
: <math>\rho ~= p \cdot \frac{101 \text{kPa}}{1 \text{atm} \cdot 287.058 \text{J/(kg·K)} \cdot 293.15 \text{K}} \cdot 0.008</math>
 
 
 
 
이때 p는 단위 대기에 있을 때를 의미한다. 항력계수(''d'')는 기체의 모든 [[parts/ko|부품]]의 최대 항력값에 대한 질량가중평균으로 계산할 수 있다. 낙하산을 펼치지 않은 대부분의 기체는 ''d''의 값이 0.2에 매우 근접하는데, 이는 부붐의 대부분의 최대 항력값이기 때분이다.
 
 
 
예를 들어서, [[Mk1-2 Command Pod]] (mass 4, drag 0.2) 로 구성된 단순한 기체가 [[Mk16-XL Parachute]] (mass 0.3, drag 500) 를 펼쳤을 때의 항력계수는 다음과 같다:
 
 
: <math>\frac{4 \cdot 0.2 + 0.3 \cdot 500}{4 + 0.3} = 35.07</math>
 
 
== 대기 높이 ==
 
'''대기 높이'''는 규모 고도(scale height)에 의존하며, 표면 기압의 0.0001%인 고도입니다. 그래서 대기의 경계에서의 기압은 상대적입니다. for example a craft in orbit around Jool can have a lower orbit (relative to the surface) because the surface pressure is higher.
 
:<math>alt_{\text{atmospheric height}} = -ln\left(10^{-6}\right) \cdot \text{scale height}</math>
 
:<math>p_{\text{atmospheric height}} = p_0 \cdot 10^{-6}</math>
 
다른 천체의 대기 높이를 계산하면
 
:<math>alt_{\text{atmospheric height (real)}} = -ln\left(\frac{10^{-6}}{p_0}\right) \cdot \text{scale height}</math>
 
 
== 종단속도 ==
 
대기중에서 물체가 낙하할 때의 [[w:terminal velocity|종단속도]]란 물체에 작용하는 중력이 물체에 작용하는 항력과 같아지는 속도를 말한다. 종단속도는 고도의 함수에 의해 변화한다. 충분한 시간이 주어졌을 때, 대기중에서 낙하하는 물체는 종단속도까지 느려진 후 낙하가 끝날 때까지 종단속도를 유지한다.
 
 
 
종단속도는 다음과 같은 이유 때문에 매우 중요하다:
 
# 종단속도는 우주선이 지면에 가까워질때에 어느정도의 속도를 내야 하는지를 알려준다.
 
# 종단속도는 우주선이 가장 효율적으로 연료를 소모하여 상승할 수 있는 속력을 알려준다.
 
 
중력은(''F<sub>G</sub>'') 다음과 같다:
 
 
: <math>F_G = m\, a = m\, \frac{GM}{r^2}</math>
 
 
''m''은 기체의 질량, ''G''는[[Template:G|중력 상수]], ''M''은 행성의 질량, ''r''은 행성의  ''중심''에서부터 낙하하는 물체 사이의 거리를 말한다.
 
 
 
종단속도를 알기 위해서는, ''F<sub>G</sub>''와 ''F<sub>D</sub>''를 같도록 설정해야 한다:
 
 
: <math>m\, \frac{GM}{r^2} = 0.5\, \rho\, v^2\, m\, d\, A</math>
 
 
: <math>\frac{GM}{r^2}    = 0.5\, \rho\, v^2\, d\, A</math>
 
 
: <math>v = v_T = \sqrt{\frac{2\, GM}{r^2\, \rho\, d\, A}}</math>
 
 
''d'' 는 0.2라고 가정하며 ( 대부분의 경우에서 알맞은 근사치이며, 낙하산은 사용하지 않았다고 가정한다 ) ''A'' 가 1으로 주어진다면, 이것은 다음과 같이 간단해진다:
 
 
: <math>v_T = \sqrt{\frac{10\, GM}{r^2\, \rho}}</math>
 
 
위의 Mk16 pod와 parachute 로 구성된 기체를 다시 예로 들면, 항력계수는 35.07이며, 따라서 이 기체의 커빈 해수면 (커빈의 중심에서 600 km 떨어졌을 때) 에서의 종단속도는 다음과 같다:
 
 
: <math>v_T = \sqrt{\frac{2\, GM}{r^2\, \rho \cdot 35.07}}</math>
 
 
: <math>\rho = 1 \cdot e^{-0/5000} \cdot 1.2002 \cdot 0.008</math>
 
 
: <math>v_T = \sqrt{\frac{2 \cdot 6.674 \cdot 10^{-11} \cdot 5.2915793 \cdot 10^{22}}{600000^2 \cdot 1.2002 \cdot 0.008 \cdot 35.07}} = 7.63 \operatorname{m/s}</math>
 
 
=== 예제 ===
 
{| class="wikitable"
 
!rowspan=2 valign=bottom| 고도 (m) ||colspan=6| v<sub>T</sub> (m/s)
 
|-
 
! 이브 !! 커빈 !! 듀나 !! 쥴 !! 레이스
 
|-
 
| 0 || {{sigfigs|{{VT | planet=Eve | alt= 0}}|5}} || {{sigfigs|{{VT | planet=Kerbin | alt= 0}}|5}} || {{sigfigs|{{VT | planet=Duna | alt= 0}}|5}} || {{sigfigs|{{VT | planet=Jool | alt= 0}}|5}} || {{sigfigs|{{VT | planet=Laythe | alt= 0}}|5}}
 
|-
 
| 100 || {{sigfigs|{{VT | planet=Eve | alt= 100}}|5}} || {{sigfigs|{{VT | planet=Kerbin | alt= 100}}|5}} || {{sigfigs|{{VT | planet=Duna | alt= 100}}|5}} || {{sigfigs|{{VT | planet=Jool | alt= 100}}|5}} || {{sigfigs|{{VT | planet=Laythe | alt= 100}}|5}}
 
|-
 
| 1000 || {{sigfigs|{{VT | planet=Eve | alt= 1000}}|5}} || {{sigfigs|{{VT | planet=Kerbin | alt= 1000}}|5}} || {{sigfigs|{{VT | planet=Duna | alt= 1000}}|5}} || {{sigfigs|{{VT | planet=Jool | alt= 1000}}|5}} || {{sigfigs|{{VT | planet=Laythe | alt= 1000}}|5}}
 
|-
 
| 10000 || {{sigfigs|{{VT | planet=Eve | alt=10000}}|5}} || {{sigfigs|{{VT | planet=Kerbin | alt=10000}}|5}} || {{sigfigs|{{VT | planet=Duna | alt=10000}}|5}} || {{sigfigs|{{VT | planet=Jool | alt=10000}}|5}} || {{sigfigs|{{VT | planet=Laythe | alt=10000}}|5}}
 
|}
 

Revision as of 17:47, 17 March 2017