パーツの役割と設計知識

宇宙機（ロケットや衛星など）用パーツ

ロケット(宇宙機)を飛ばすには、「操縦装置」、「燃料タンク」、「エンジン」の３つが最低必要です。それを乗組員か、遠隔装置で操縦します。
また、性能面に目を向ければ、重すぎたりエンジンが弱すぎるロケットは当然飛びません。この性能を表しているのが後述のTWRという数値で、重力に逆らって浮上するにはTWRが1以上必要です。

もちろん上記は「飛ばすため」の「最低限」です。例えば、乗せたカーバルを生還させるには上記パーツだけでは難しいでしょう。
必要に応じて、以下のようなパーツも組み込みましょう。

• 機体を安全に着地させるには、「パラシュート」を取り付けます。
• デカプラーなどの「連結装置」で多段式ロケットにすれば、飛行距離を延ばせます。
• サイエンス・キャリアモードでは、「科学機器」で実験を行なえば、より多くのサイエンスポイントを得られます。
• 「空力パーツ」は空気抵抗を減らし、大気中で機体を制御しやすくなります。
• 「熱制御装置」は、大気圏再突入の熱から機体を守り、採掘ドリルなどの発熱を抑えます。
• 「通信装置」は、無人遠隔操縦や、実験データ送信ができる距離を遠い宇宙まで延ばします。
• 「電気機器」は、無人操縦装置には不可欠で、電力を消費するパーツに電力を供給します。
• 「ペイロード」は、宇宙に運ぶ衛星やステーションユニット、着陸船、実験機器などを保護します。
• 「姿勢制御装置」は、機体回転力を強化したり、RCSスラスターで宇宙で姿勢制御や平行移動をしてドッキングを行ないます。
• この他に、打ち上げ支柱などの「構造パーツ」、ローバーや着陸船用の「ホイール」、はしご、ライト、資源精製などの「ユーティリティ」があります。

操縦装置

機体を操作するためのパーツで、乗組員の乗る有人ポッドや、無人操縦用プローブコアがあります。
デカプラーなどで切り離す場合に、切り離した側にも操縦装置を付けていれば、別の機体として操作できます。母機と着陸船を分けたり、1つのロケットから複数の人工衛星を放出したいときに活用できるでしょう。
操縦装置が付いていない部分を分離するとその部分は「デブリ（ごみ）」となり、操作できなくなります。
ver1.4で、操縦装置ごとに機体名称を付けられ、優先順位が決められるようになりました。
ver1.6で、操縦方向を前後に切り替えられるようになりました。

エンジン

エンジンには、液体燃料エンジン、固体燃料ブースター、イオンエンジンがあります。

• 液体燃料エンジン: 出力の調整や、稼働停止と再点火が可能なメインとなるエンジンです。ロケット燃料タンク(液体燃料と酸化剤が入ったタンク)が別に必要です。
   
  

• ジェットエンジン:液体燃料エンジンのうち、大気圏内を飛行する航空機用エンジンです。空気中の酸素を酸化剤としているため、ロケットエンジンと違い酸化剤が不要な一方、酸素のない宇宙空間等では使用できません。液体燃料のみを消費します。ロケットエンジンに比べ、総じて比推力が非常に高く、宇宙空間に出ない機体ならジェットエンジンがおすすめです。
  

• 固体燃料ブースター: 加速用のブースターです。点火すると出力の調整や停止ができません（組立時にあらかじめ燃料量を減らしたり、出力制限することは可能）。燃料とエンジンがセットになっており、胴体に固体燃料が充填されています。
   
  
   
• イオンエンジン: キセノンガスと電力で駆動します。推力は非常に低いものの少ない燃料量で長時間の噴射が可能です。遠距離の無人探査に適したエンジンです。
   
  

燃料

ロケットに使用される燃料には以下の4種類があります。

• 液体燃料(酸化剤)
  液体燃料エンジンとジェットエンジンの燃料に使用します。通常のロケットエンジンは酸化剤も使用します。
  ロケット用燃料タンクには、燃料と酸化剤が、0.9:1.1の比率で入っています。
  ジェットエンジンと原子力モーターは、液体燃料だけを使用します。
   
  

• 固体燃料
  固体燃料ブースターにあらかじめ充填されています。あとから継ぎ足したり、他のタンクへ移送したりはできません。（組立中は充填量を変えられます）

• 一液式推進剤
  RCSスラスタと、一部のエンジンに使用します。
   
  

• キセノンガス
  イオンエンジンの推進剤として使用します。イオンエンジンではキセノンガスの他に電力も必要です。
   
  
   

デカプラー・セパレーター

燃焼済みのステージや、補助ブースターの切り離しなどに使用し、多段式のロケットにします。次の3種類があります。

• デカプラー
  
  
  片面だけが分離されます。このパーツは一方に付いたまま残ります。ポッドやエンジンの下に取り付け、その下に燃料タンクなどを繋げる形で使用します。小さな矢印の示す方向だけが切り離されます。

• スタックセパレーター
  
  
  両面が分離されます。デカプラーと違い、切り離したどちら側にも残りません。切り離した後も切り離された側を使用（操縦）したいときはこちらのパーツを使うとよいでしょう。切り離された側に操縦装置が付いていないと操作できなくなるので注意してください。セパレーター自身は切り離したあとデブリになります。
  デカプラーより少しだけ重くて高価です。

• ラジアルデカプラー
  
  
  ロケット側面に設置可能なデカプラーです。片面が分離されます。補助ブースターの切り離しに使うことが多いパーツです。機体(燃料タンク)の側面に取り付けて、更に補助ブースターや燃料タンクとエンジンなどを取り付ける形で使用します。
  機体の上部で切り離すと衝突のおそれがあるので、なるべく下の方に取り付けます。

電力

　電力は一部のパーツの作動に必要です。無人操縦装置(プローブコア)は、電力がなくなるとすべての操作ができなくなってしまいます。有人機は、主に機体の回転やSAS制御を行なうリアクションホイールに電力を消費します。電力は操縦装置の内蔵電池や、バッテリーパーツに蓄えられます。電力を使うパーツと発電方法は以下の通りです。

• 電力を使用するパーツ
  • 無人操縦装置(プローブコア) ※常時
  • リアクションホイール（操縦装置内蔵のものと取り付けパーツ)、イオンエンジン、ローバーホイール ※稼働時
  • アンテナ ※送信時
  • ラジエーター、ライト、実験装置(センサー機能があるもの) ※スイッチON時
  • 移動研究室 ※分析 or パーツ初期化

• 発電方法
  • 発電能力のあるエンジンを燃焼させる。("交流発電量(60.0/min)"等の表記のあるエンジン)
  • 太陽電池パネルに日光をあてる。(展開式の場合は展開が必要)
  • RTG(原子力電池)パーツを装着する。(PB-NUK)

イオンエンジンの稼働には膨大な電力が必要で、惑星の影で電力切れにならないために大容量のバッテリーを装着するか、RTGを搭載するなどの対応が必要となります。もっとも、イオンエンジンの電力消費量が非常に多い(フル出力でRTG 11.7本分)ため、太陽光が当たらない場所では使わない、と割り切るのも1つです。

姿勢制御装置

その名の通り、機体の姿勢を制御するためのパーツです。

• リアクションホイール
  リアクションホイールは、トルク(回転力)で機体を回転させるパーツです。
  下のRCSと違い、あくまで機体を回転させる（向きを変える）だけで、移動や軌道の変更はできません。
  その代わり、電力のみで稼働することができます。
  稼動時に、トルクの大きさに比例した電力を消費します。
  コマンドポッドなど、ほとんどの操縦装置にも内蔵されていますが、
  能力が足りないと思ったらリアクションホイールを付け足して補助しましょう。
   
  
   
• RCS(スラスター)
  RCS(スラスター)は、専用燃料（一液式推進剤）を使用して、スラスター（噴射口）から噴射して得た推進力で
  主に真空中の姿勢制御や機体位置の微調整を行うパーツです。ランデブーやドッキングの際にあると便利でしょう。

• SASモジュール
  SASモジュールは、CH-J3 フライバイワイヤアビオニクス集線装置のみで、取り付けた機体にすべての段階のSAS機能を提供します。
  パイロットが搭乗したコマンドポッドに同等の機能がある他、一部のプローブコアにもSAS制御機能が組み込まれています。
   
  
   

ＴＷＲ（推力重量比）

ＴＷＲ（Thrust-to-weight ratio）とは、エンジン推力が重量(=重力)に比較してどの程度の比率かを表した数値です。
V1.6以降はΔvツールでステージに表示されます。
加速度とおなじく、進行方向以外へ力が向けば減速度ともなります。
ロケットにおいては"瞬発力"を表し、以下の性能基準になります。

1. 機体が発射場や天体表面から離昇できるか
2. 重力ターン開始高度と角度の深さ
3. 着陸のしやすさ・効率性
4. 軌道遷移効率

数値の用途

• 離昇
  　重力より遅い加速度で何時間噴射しても離陸はできず、重要なのは瞬間的な加速力となります。
  　具体的には、TWRが1以上でなければ発射場や天体表面から上昇できません。
  　噴射で燃料の重量が減りTWRが1を超えた場合は上昇しますが、それまでの燃料は無駄になってしまいます。
  　高すぎる場合、乗組員にかかるGが上昇したり機体の重心によってはバランスを崩しやすくなる可能性が有ります。

• 重力ターン
  　高いと低い高度からターンを開始でき、早く地表に対して水平にできます。
  　ただし、高度による終端速度を超えると燃料効率が悪化します。スロットルを調節するか、推力制限を使用します。
  　低い場合は、大気が薄くなる高度まで余り角度をつけずに上昇し、水平にするまでの時間も長くかける必要があります。そうしなければ、空気抵抗の高い低高度大気中を長く飛行することになり、燃料効率が悪化します。

• 着陸のしやすさ・効率性
  　高いほど早く減速できるため、着地までに速度を落としやすくなります。
  　低いと、減速が間に合わなかったり、ラジアルアウト方向への加速が必要になり、燃料効率が落ちます。

• 軌道遷移
  　高いほど最も遷移効率の良いAp、Peなどの近くで多くの速度変更が可能となり、高効率となります。
  　衛星の軌道遷移に固体ロケットブースター(モーター)が使われるのはこのためです。

調節方法
　発射前には、組立中のエンジンパーツを右クリックして「推力制限」バーで0.5%刻みに調節できます。対称配置で取り付けてあれば、まとめて調節できます。
　飛行中には、エンジンパーツを右クリックして「推力制限」バーで調節できます（ブースターは不可）。液体燃料エンジンなどはさらにスロットルで調整できます。
　発射場からの発射に固体ロケットブースターを使う場合、過加速は燃料効率を悪化させますので、TWRが高すぎるときは調整した方が良いでしょう。

デルタＶ

航空力学において、"ある軌道から別の軌道に遷移するためのエネルギーの量"（単位はm/s）を意味します。
天体の軌道間遷移が主な移動手段となるため、残りデルタＶがある意味"HP（スタミナ）"となります。
燃料を消費して軌道を変更しない限り、周回しているだけでは（基本的に）減少しません。
カービン周回軌道投入や、各天体へ到達するための目安になる数値です。
V1.6以降、Δvツールでステージに表示されます。

必要デルタＶ(抜粋)

• カービン
  • 大気圏脱出:2500
  • 周回軌道(80㎞)到達:3400 (帰還用など余裕をみて3600～3800位は欲しい)
  • 作用圏脱出(太陽軌道投入):830～950（ムン加速スイングバイを行うことで軽減される)
• ムン
  • 作用圏到達(カービン低軌道から):840(2.2Mm)～860(14km)
  • 軌道周回:190(2.2Mm)～310(14km)
  • 着陸(周回軌道から):580

出典：公式wiki(英)チュートリアル

航空機・スペースプレーン設計

各パーツの機能

翼

KSPの世界にも揚力が存在します。
翼を沢山付けることにより揚力が増しグライダー飛行することも可能です。
大きく分けて2つの翼があります。

• 固定翼
  固定してある翼で、ロケットの尾翼や飛行機の主翼に使われます。
  主に揚力を増やしたい場合に使用します。

• 可動翼
  パタパタ動いて積極的に姿勢を制御します。
  飛行機のラダーやエレベーターなどに使います。
  以下のように適切な位置に配置して役割を限定し、機体に適切に力が加わるようにします。

• エレベーター(ピッチ、ピッチング、左右軸上下回転)
  機首を上下させます。水平尾翼への配置が適切です。右図のように設定します。

• ラダー(ヨー、ヨーイング、左右軸左右回転)
  機首を左右に向けます。垂直尾翼への配置が適切です。右図のように設定します。

• エルロン(ロール、ローリング、前後軸左右回転)
  機体を前後軸中心に左右に回転します。翼端への配置が適切です。右図のように設定します。

ジェットエンジン

液体燃料のみを燃料として使用し、エアインテークが取り込んだ空気に含まれる酸素を使って燃焼し、推力を機体に提供します。
ロケットエンジンに比べて燃費が良く、比推力が高めです。
推力は吸気量に比例し、タービン回転数の上昇には時間がかかります。また、エアインテークの吸気能力不足や、高度による大気圧の低下にともなって推力が減少し、真空中では燃焼できずに停止します。機体速度が高いほど吸気量も増え推力が上昇しますが、一定値を超えると急速に0へと低下します。一定値はエンジンによって違い、マッハ1.5から3.5の範囲で差異があります。
バージョン1.10.1時点で、酸素を含む大気がある天体はカービンとレイスのみです。

エアインテーク

空気を取り込みジェットエンジンに酸素を提供します。吸気量に違いがあるので、エンジンの必要吸気量を満たすように取り付ける必要があります。

航空機のバランス

(出典：ゲーム内KSPedia)

設計補助機能

ルートパーツ

その機体の基準となるパーツ（ルートパーツ）を、最初に選んだパーツ以外にする。
操作手順は、ルート以外のパーツを選ぶ→ルートにするパーツを選ぶ(薄青ハイライト)。
パーツはルートパーツを中心に放射状に取り付けられる。
取り外すときは、ルートパーツに近いものから末端までが、まとめて取り外される。
ルートパーツを変えれば、中心にする・残す部分、まとめて外す・動かす部分を任意に変えられる。
使いこなせば、高度な設計やコピーの高速化など、より複雑な設計やスピードアップがはかれる。

高度な設定

ポーズメニュー、セッティングの「高度な設定」をオンにする。

• 強固な接合
  パーツ接合部分の緩みをなくす。
  太さ・厚さの違うパーツで機体を構成すると、細い・薄いパーツは、飛行中にしなる・歪む原因になるが、それを防止する。
  大(2.5m)や中(1.25m)と小(0.65)を組み合わせる時に、小パーツをオンにする。
  航空機の翼同士をつなげる場合などにオンにする。
   
  
• 自動支柱
  ストラット(通称針金)取付の効果を自動的に設定してくれる。
  最重量パーツ、前々パーツ、ルートパーツのどれかを選択し、そのパーツとの結束・接合力が働く。
  実際に取り付けると重量が増すのに対して無重量なのでお得。
  （サイエンス・キャリアはストラットのアンロックが必要）
   
  
• 燃料消費優先度
  燃料タンク等を右クリックして出る一番下の数字。
  大きいものが先に消費される。
  同じ数字は同時に減っていく。

アクショングループ

アクショングループとは

特に設定しなくてもTキーを押せばSASが起動しますし、
Uキーを押せばライトが点灯します。
これらのライトやSAS、RCS、GearなどをON-OFFしたときに決められた動作をするのがアクショングループです。
現在では以下のアクショングループがあります。

アクショングループで可能な操作

一度フライト画面に行ってエンジンやソーラーパネルなどを右クリックしてみよう
そこで出てくるエンジンのON/OFF、パネル展開などがアクショングループに登録出来ます。
また、基本的にStageやRCSなど標準のアクショングループには何も登録しない方が無難です。
グループとは言うものの、頻繁に使う操作であれば、単一の操作でも登録しておくと、十分に時短・手間短になります。

例1：アンテナ、ソーラーパネルなどの展開をまとめて行う

まず基本として宇宙船作成時にアンテナなどを、Cキーのシンメトリカルを使用して同時に複数設置するとアクショングループの指定が一気に出来ます。

まずAction Groupeを起動しCustum01を選択します。
その状態で、装着しているアンテナなどをクリックすると、Selectionの項目にその構造物で指定出来る操作が現れます。
ここではアンテナをToggle（ON/OFF切り替え）、ソーラーパネルをToggle Pannels（展開と収納）をクリックで登録します。
これでCustam01のGroup Actionsの項目に登録されてることが確認出来ます。（リンクの画像参照）

例1アクショングループの設定

これでフライト画面に行ってみましょう、そしてキーボードの「1」を押します。
すると指定したアンテナ、ソーラーパネルが一気に展開できました！
さらにToggle（切り替え）で登録しているのでまた1キーを押すと格納されます。

例1アクショングループの起動

例2：逆噴射をするロケットを作る

まず下の画像のように逆噴射もついているロケットをQEWASDキーを利用して作成します。（逆方向にするにはAかDを二回）
ここで以下の様に設定します。

• Custam02に逆噴射エンジンをActive、正噴射エンジンをShutdown
• Custam03に逆噴射エンジンをShutdown、正噴射エンジンをActive

この状態で正噴射エンジンが起動するStageまでいきます。
その状態で数字の2キーを押すと逆噴射が始まり、正噴射エンジンは止まります。
さらに3キーを押すとまたもとの状態に戻ります。Spaceキーは必要ありません。
Custam02に両方Toggleで切り替えでも良いですが、今起動してるエンジンがわかり辛いなどの欠点もあります、
自分で試してやりやすい方法を探してみて下さい。

例2アクショングループの設定

動画(英語版)

コメント