スペースプレーン紹介/前扉式オレンジ缶輸送機

これ、本来の目的は「ペイロード搬入の簡便化によるタイム短縮」でした。
つまり機体ごと格納庫に入ったり、ペイロードを（ローバータイヤなどで）自走させるより

航空機用の車輪で転がした方が、早いし操作が簡単じゃないだろうか...と考えたわけです。

• 理屈の上では「後扉式」でも同じ事ができるはずですが、最初期の構想段階では「投下式」
  つまり急降下爆撃のノリで（衝撃対策した）オレンジ缶を、飛行中に直接ハンガーにシュゥゥゥーッ！！
  超！エキサイティン！！（ネタ古いぞ）するつもりだった名残で前方搬出になっています
  • 更に余談ですが、ルール上はどのみち旧飛行場への着陸・停止が必須な事
    それ以前にピンポイントでハンガーの入り口を狙って投下とか、どう考えても難易度高すぎるので
    「投下式」は考えただけで実際には全く試していません

...まぁ、結論を先に言うと
ぜ ん ぜ ん 楽 じ ゃ な か っ た
んですがwww

アクショングループ

• 元がチキチキ用だったので、例によって統一させてFSJ-065。
  • 筆者の投稿した機体では珍しく実用性高めな気がするので、Xを外してみた
  • 「実用機」の体裁なら、それっぽくペットネームもつけようか、と思ったけど
    ぱっと見で思いついた「シグナス」は実在する宇宙船の名前なのでやめました

• 貨物搬出口。
  バニラパーツしか使ってないので当然、開閉するドアなど無く前扉式とは一体なんだったのか
  開けたまま飛行し、開けたまま宇宙に出て、開けたまま大気圏突入します
  • まぁ、今回も空気抵抗削減の小細工のために
    
    こう繋げたパーツを移動させているんで、構造的には開いていないんですけどね
• 一応、カーゴ内のドッキングポートは大中サイズ両対応...してるはず。
  ポートの接続力は（KJR入れるかKAS針金で補強しないと）ガバガバなので、再ドッキングを想定した
  （両対応）ポートの実用性自体に疑問があるのですが（それこそデカプラでも十分）、まぁ念の為に

• で、本機が「楽じゃない」...具体的には設計と調整が非常に面倒くさい理由が、この搬出口の配置。
  固定パーツ＋前方搬出の都合上コクピットは上にずらすしか手が無く
  （いや、見た目気にしなければ横や後方って手もあるんですが）重心も当然上に。
  カーゴスペースが重心（正確には推力軸上）に無いと、ペイロードの有無などの重量変化への対応が難しいので
  単純に下側にも重りをつけてバランスを取ります。
  • 重いMk3コクピットと釣り合わせるためにはそれなりの重量が必要なので、今回はSRBを使ってみました。
    VTOLエンジンも考えましたが、機体を浮かせるにはかなり数が要り、逆に重過ぎるのでやめています
  • カーゴスペース同様、燃料タンクも推力軸上に無いと問題を生じるので、機首のアダプターパーツは完全に
    装飾（と空気抵抗対策）用と割り切って空にした方が簡単なのですが、ちょうどオレンジ缶１本分の搭載量を
    活用しないのも勿体なかったので、機体下部にも燃料タンクをつけることでバランスを取っています

• また同様に位置の関係で、コクピットから梯子を伸ばしても地面に届きません。
  KSPの実プレイ上では（チキチキの旗立てなどは例外として）機体に戻れなくても大きな問題は無いのですが
  一応、低い位置に再搭乗用のサブコクピットをつける事で対処しています
  
  ちなみに場所はここ

• なお、上で「汎用機」と書きましたが、本機には基本的には「荷物を運ぶ」以外の機能はありません。
  言い換えると、無人ポッド・アンテナ・実験機器・センサー類など一切未搭載です。
  • 必要な機能（パーツ）はカーゴ内に搭載、つまりペイロード変更で対応する設計思想になっています
  • ただし機首ポートによるドッキング機能（および２液式RCS）は例外として標準搭載。
    いやMk3コクピットの鼻先って、他のパーツ似合わないし...（丸ノーズコーンは許容範囲かも）

（比較的小型な見た目に反して）機体重量がペイロード込みで330tあるため離陸時のTWRは0.56しか無いですが、
揚力さえしっかり確保しておけば、この程度の推力でも離陸に問題はありません（とろくさいけど）

ただし、この低推力による上昇力の低さはわりと問題。（0.90以前のスペースプレーンみたく）大きめの上昇角で
上昇速度を稼ごうとすると減速→速度低下による出力減少の悪循環でまともに高度も速度も上がらなくなります。
なので、離陸後しばらくは水平飛行して速度を稼ぎ、ジェットエンジンの出力上昇を待ちます。

• ピッチ15°くらいでも微加速できますが、時間が掛かりジェット燃料を無駄に消費するだけなので非推奨です

で、450～500m/s位になるとレイピアの急激な出力上昇（と「音速の壁」突破による空気抵抗の軽減）により
十分な加速力が得られるようになるので、機首を上げて高度を稼いでいきます

• 水平速度を稼ぐ方が大事なので上昇角は10°くらい、高度10km以上では5°で十分です。
  上昇角の上げすぎや一気に機首を上げようとする急操作を行うと、機体の空中分解の危険性が高くなりますし

レイピアのモード切替（ジェットでの到達）の目安は、だいたい高度22km／対地速度1,400m/s以上くらい。

• 時間と燃料を余分に使えばもう少し高度も速度も引っ張れますが、最終的な打ち上げ効率に大差は無いので目安で構いません
• 配布データでは抑え気味に設定してるので、残り燃料15,480（オレンジ缶込みの状態でジェット用の燃料を使い切った数値）
  を割らない事の方に気を付けた方がいいかも

あとは普通に予定Apが上がるまで加速してから、Ap付近でアポジキックすれば軌道投入できます。
...が、少々補足する事がありまして。

補足１：ブースターの使用

上の手順では一切SRBについて触れていませんが、これ「いつ使ってもいい」からでして。
元々の目的が重心調整用のため、位置が下にずれていてかなり大きな上回転トルクが発生しますが、大気圏外や高高度でなければ
ほぼ問題なく使用する事ができます（あと余談ですが、使い勝手を高めるためにステージを分けて２回使えるようにしています）

• 離陸時
  滑走距離と所要時間を改善します（２組とも使えばSPHの横あたりで機体が浮きます）

• アフターバーナー（物理）
  亜音速（250～300m/s）で点火すると、前述の「レイピアの低速での推力の低さ」を補助できます。
  またこの場合水平飛行で速度を稼ぐ必要がなくなり、最初から上昇角10°で飛べるため操作が楽になります（あと分解の危険性も減る）

• レイピアのモード切替直後
  燃費的には、低比推力のロケットモード時に使用した方がΔＶの節約になります（だいたい100m/sくらい伸びる）
  前述のトルクの問題があるためここで２組同時使用すると姿勢が崩れますが、１組なら可動翼・ジンバル等である程度打ち消せますし、
  逆にこのトルクによって機首を上げやすくなるため、上昇速度を早めに稼ぐ（空気抵抗の損失を減らす）のが容易になる利点になります

...など、お好みのタイミングで使用してください。

補足２：レイピアの燃料・酸化剤消費特性

たぶん説明するまでもなく周知だと思いますが。
現verでのジェットエンジンはパーツ接続に関係なく全ての燃料タンクから一律で燃料を消費します。
...で、これ。実はレイピアのClosedcycle（ロケットモード）でも同様です。
エンジン配置に自由が利き、燃料パイプの必要も無い（本機は逆噴射エンジンの為に３本使ってますが）のは利点なのですが
反面、パイプで燃料の消費順を制御する事も一切出来ないため、本機の重心は（満載／空の状態では推力軸とほぼ揃えていますが）
燃料消費によって、どうしてもずれてしまいます。
一応（タンクの種類を調整して）、手動で修正できないくらい大きなずれにはならないようには設計していますが、
（特にアポジキックの時など）SASの自動制御で直進できないのはいろいろ面倒なので

エンジン停止→Ap到達までの空き時間に、手動で燃料移送して重心を調整します。

• 推力軸上に位置している主タンク（両翼の逆噴射エンジンがついているX200-32）と尾部タンク（アダプター２つ）に
  残り燃料を集めるのが基本ですが、低軌道投入（予定Ap80kmくらい）の場合だと、まだこれらのタンクより多く燃料が残っているので
  左右の機体下部最後尾タンク→主タンク（上SSで指定している２つ）で大まかに揃える程度で構いません
• どうしても気になるようなら、KERでThrust torqueを表示しておくと調整に便利です

低軌道に投入。（なお暗かったのでSS撮影のため半周。実際の大気圏突破までの所要時間は10分前後です）
見ての通り、この時点での残りΔＶは1,000m/s以上（離陸や低空でSRBを使い切った場合でも950m/sくらいは）ありますから、
最大倍速が使用できる周回高度600kmくらいまでなら、問題なくオレンジ缶を運ぶことが出来ます

• 到達高度はそれなりに低くなりますが（SRBを使用せず軌道投入が可能な事から考えて）
  多少ならペイロードが重くても問題なく運べる...はずです（試してないですが）
• 逆に（機体自体が重いため）荷物を軽くしても、あまりΔＶは向上しないのですが
  カーゴスペース内を「軽めの積荷（小型衛星とか）＋母機用の追加燃料」で構成すれば
  静止軌道やMun/Minmus周回軌道くらいまでならなんとか行けると思います（こちらも試してないですが）

にゅるり（←お約束）

構造上、カーゴスペース内は密閉扱いなためエンジンやRCSは稼働しないので、母機の逆噴射で搬出します。

• 逆に言うなら衛星とかを積んでいて、ペイロードのエンジン等を稼働させたい時には（ステージ設定に）注意が必要。
  カーゴベイのドアを開けてもいいですが...開けることを考えて作ってないので、見た目が酷い事に

普通にPeを下げて大気圏突入。
万全を期すなら（エアロブレーキなどで）一旦軌道を落として速度を下げた方が安全ですが、
本機は（たぶんパーツ数が多く放熱しやすいため）かなり熱に強いので、運用上想定している高度600kmくらいからの帰還なら

このくらい無茶な直接降下をしても十分に機体は耐えます（流石に垂直落下は無理ですが）

小型機のように機首を大きく上げて腹から降下すると（空気抵抗で）機体が壊れそうだったので
機首はだいたい進行方向に向けたまま、減速はエアブレーキを使って行います。

さて、あとは着陸。
本機の操作は、オレンジ缶輸送機の規模の機体としては比較的簡単な方なのですが（だと思う）
着陸に限っては（空虚重量でも100t近くあり、滑空性能がかなり低めなので）例外的に難易度高いです。
機首を上げた姿勢でゆっくり降下していると失速してしまうので

滑走路に深めの角度でアプローチするか、またはジェットエンジンを弱めに吹かして速度をあまり落とさずに高度を下げ
着地寸前に機首を上げて一気に降下速度を落としながら着陸...というかなり慎重な操作が要求されます。
また、このために着陸後の滑走速度が速くタイヤブレーキによる制動距離もかなり長め（重心が高いので強く設定すると転ぶ）
必要なら機首上げ操作で（ブレーキを最大に設定した）後輪を地面に押し付けたり、逆噴射エンジンも使って止まります。

• チキチキの事を考えなければ、パラシュート使うのが一番楽なんですけどね

さて、本機は前述の通り軌道投入能力重視で、大気圏内では（機体が重過ぎて）あまり性能が高くないのですが
この大重量はほとんど燃料と酸化剤...言い換えれば燃料搭載量が膨大（約オレンジ缶4.5本＋Mk1航空機タンク22本分）なので
航続距離に限って言えば、宇宙に出なくても（酸化剤を抜いて巡航高度を十分に高く取れば）Kerbinを一周できる性能があります。

• まぁ、大気圏内では物理倍速しか出来ず時間もかかりますし、酸化剤は抜きましたが液体燃料は搭載量上限まで増やしてるので
  運用コストも大して変わってなく（ちなみに燃料代は19,000くらい）、実用性には非常に疑問がありますが
• あとどうでもいい余談ですが、断熱圧縮で長時間炙られることになるので
  
  機体は相当赤くて酷いありさまになります

機体紹介

......いや、上で散々やってますんで要りませんよね？w
ああ一応補足すると、配布データの機体から不要な燃料を抜いて軽量化し

（コンセプト上は本来不要ですが）ブレーキか車輪の収納で確実に停止させるため、ペイロードにOKTOを追加しています

離陸

機体の大幅な軽量化とSRB２系統の同時使用による軽快な離陸。
...ていうか旧飛行場は近すぎるので、離陸時以外にSRBの使いどころが無かった

往路の最高速はこのくらい。性能上は低空でももう少し加速できますが、止まれないのでこの辺でエアブレーキかけて減速します

旧飛行場着陸

ただでさえ着陸性能（主に制動距離）に問題があるし、更にオレンジ缶抱えたままなので
旧飛行場（の狭さ）への着陸は極めて難しい...というか普通の方法ではまず無理っぽいです。
が、試行錯誤の末、高台にある事を利用して一旦海面すれすれまで降下してから再上昇で速度を落とす事でなんとか成功しました

逆噴射が間に合わず少し行き過ぎましたが無事に着陸。この位置なら180°回頭して西向きに再離陸した方が良さそうです

• 中型・大型車輪(LY-50,99)にはステアリング機能がありませんので、
  本機は（9キーで）主輪だけ収納し、前部補助輪を接地させてタキシングを行います
  
  いや本来は機体を前に傾けて、ペイロードを転がすための機能なのですが

再離陸

ペイロード搬出したら一旦停止して主輪を再展開（走行中にやると機体が壊れますw）、機首を上げて再離陸。
ちなみに機体の強度が足りてないので、（たぶん）着陸時の衝撃などでエンジンの位置判定？がずれて
再離陸時に動かないジェットエンジンがあったり、機体が異常加熱して爆発するなどの事故が起こる場合がありますが

......今回は大丈夫のようです

帰還

競技終了。タイムは6:29でした。
なおSSをよく見ると、逆噴射エンジンがいくつか死んでいる模様...っていつ壊れた？
（旧飛行場への着陸時には正常動作してたはずだが）
まぁ、ルール上は通常飛行に問題が無いのでOKですよね

その頃のペイロード

あー...（電池積み忘れて）電力切れ、しかも倒れてるし
無人ポッド、要らなかったかも

実は本機は、普通に運用すると「オレンジ缶を軌道上に運ぶ」という言葉からすぐに思いつく（であろう）
「軌道上の宇宙ステーションへの燃料輸送」にはあまり向きません。

• ペイロードを除外してもパーツ数が240あるので、PC環境にもよりますが処理落ちがキツいです

なので（運べる重量には余裕がありますから）ペイロードにエンジンやRCSと燃料、ポッドなどを追加して
（処理落ちしない程度に離れた場所で分離し）単体でドッキングさせた方が使い勝手が良くなると思います。

で、このアイデアを更に発展させて、オレンジ缶のサイズと重量に収めた惑星間探査船がこちら。

実は少し長くてカーゴスペースからはみ出すのですが、判定上は内部に収まっている扱いのようです

これを軌道上まで運んで運用すれば、ΔＶは8,000m/s弱くらいあるので計算上は

• 大気のあるDuna、Laythe、Eve（核エンジンしか積んでないので大気中では推力が不足）
• 重力の大きいTylo（同じく、単純に推力が足りない）

を除く全天体への着陸往還が可能なはずです

• EelooやVallはスイングバイなど多用してΔＶ節約しないとダメですが
• Dunaは大気が薄いので、パラシュート増設して高地に降りれば行けるかも

なお当然、この探査船単体では大気のあるKerbinにも着陸できませんから
（軌道上に放置しておくなどした）母機と再ドッキングしてKSCに帰還する...想定になっています

• たぶんドッキングポートだと接続力が足りず着陸時に問題がありそうなので、爪を使用
  ...これでも接続力が足りなければ、回収用の機体を新たに作って対応すればいいかと