Физика полёта в Create Aeronautics: пропеллеры, оболочки аэростатов и вес

Первый дирижабль в Create Aeronautics почти всегда либо не взлетает, либо немедленно переворачивается. Причина в обоих случаях одна — непонимание того, как мод считает физику. В этой статье разберём все силы, которые действуют на летающую конструкцию, и как ими управлять.

Физический сборщик: как оживить конструкцию

Входная точка всей Simulated. Физический сборщик (Physics Assembler) — это специальный блок, который превращает обычные блоки в физическую штуковину (sublevel в терминологии Sable).

Как использовать

1. Постройте любую конструкцию и соедините все блоки медовым клеем (Honey Glue) или суперклеем (Super Glue) из базового Create;
2. Установите физический сборщик на любой блок конструкции;
3. Зажмите на него ПКМ и потяните рычаг — конструкция станет физической;
4. После этого сборщик можно убрать — физическая штуковина останется активной;
5. Чтобы сделать конструкцию обратно статической, рычаг на физическом сборщике нужно потянуть обратно.

Четыре силы, которые определяют полёт

В Create Aeronautics на каждую физическую штуковину в полёте действуют четыре силы — точно как в реальной авиации:

• Подъёмная сила — толкает вверх
• Тяга — толкает по направлению тяги
• Вес — тянет вниз
• Сопротивление — тормозит движение

Чтобы самолёт летел горизонтально и не падал, подъём должен компенсировать вес.
Чтобы двигался вперёд — тяга должна превышать сопротивление.
Нужен баланс всех сил, иначе самолёт либо падает, либо неуправляемо кренится.

Вес: сколько весит каждый блок

Каждый блок в конструкции имеет массу, измеряемую в кпг (килопиксельграммах) — это внутренняя единица измерения мода. Посмотреть массу любого блока можно в Очках авиатора (Aviator's Goggles) или Инженерных очках (Engineer's Goggles): наденьте их и наведите курсор на блок в инвентаре.

Несколько ориентиров:

• Дубовые доски — лёгкие, 0,5 кпг;
• Камень, булыжник — тяжёлые, 2 кпг;
• Шерсть, паруса — очень лёгкие, 0,25 кпг;
• Металлические блоки — очень тяжёлые, 4 кпг.

❗️Если у блока не указан вес, значит он равняется 1 кпг.

Гравитационное ускорение в моде составляет g = 11 м/с² (чуть больше реального 9,81).
Суммарный вес конструкции — это произведение общей массы на это значение. Именно столько подъёмной силы нужно для парения.

💡 Прежде чем добавлять оболочки или пропеллеры — подсчитайте примерную массу корпуса через Диаграмму штуковины. Это сэкономит много времени на подборе количества подъёмных блоков.

Диаграмма штуковины: визуализация сил и центра масс

Диаграмма штуковины — незаменимый инструмент при проектировании любой техники. Она показывает полную физическую картину конструкции. Её можно разместить в любом месте физической штуковины — она ведёт себя как картина.

Что показывает диаграмма

• Общая масса — суммарный вес всей конструкции в кпг;
• Центр масс — точка на модели конструкции (скрыта по умолчанию, включается кнопкой в левой части интерфейса). Чуть ли не самая важная вещь для понимания при постройке чего-то, претендующего на устойчивость;
• Вектор гравитации — стрелка вниз от центра масс (скрыта по умолчанию). Показывает, с какой силой гравитация тянет конструкцию вниз;
• Вектор подъёмной силы — стрелка вверх от оболочек аэростатов. Если стрелка подъёма короче стрелки гравитации — корабль не взлетит;
• Векторы тяги — стрелки от каждого пропеллера. Можно переключить между раздельным и суммарным отображением (это касается всех векторов);
• Векторы сопротивления — существует всегда и создаётся либо корпусом конструкции (противоположна вектору движения), либо симметричными парусами (перпендикулярна поверхности паруса).
• Векторы левитации и магнетизма — применимы, если вы используете соответствующие силы.

Схему можно вращать, смотреть с любой стороны — это помогает обнаружить асимметрию в расположении двигателей или балласта, которую сложно заметить в обычном виде.

💡 Добавляйте тяжёлые блоки в разные части конструкции и смотрите в диаграмме, как смещается точка центра масс — это лучший способ понять механику баланса перед полётом.

Оболочки аэростатов: горячий воздух и подъёмная сила

Оболочка аэростата (Hot Air Envelope) — это блок, из которого строится купол воздушного шара.
Сама по себе оболочка ничего не делает: она лишь послойно формирует замкнутый контур, начиная с самого верха. Если хотя бы один блок в куполе будет отсутствовать, то учитываться будут только целые слои выше дыры.
То есть если дыра будет в потолке купола, то весь купол будет нерабочим. Форма купола влияния не имеет - важен только внутренний объём.

Подъём создаёт горелка (Hot Air Burner) или паровое сопло (Steam Vent, также встречается название «паровой клапан»), расположенные внизу купола.

Как это работает

Горелка нагревает воздух внутри купола. Слои контура будут сверху вниз заполняться горячим воздухом вплоть до самого блока горелки или сопла. Чем больше объём горячего воздуха внутри
(то есть чем крупнее купол), тем больше подъёмная сила. Помни: не сами блоки
оболочки создают подъём, а воздух внутри них. Блоки оболочки — это просто стенки.

Одна горелка может заполнить до 500 м³ (блоков) горячего воздуха. Если купол больше - нужно больше горелок.

Мощность горелки регулируется редстоун-сигналом от 0 до 15. При уровне 0 горелка
выключена, при 15 — максимальный нагрев. Это позволяет плавно управлять высотой, используя аналоговые или тяговые рычаги.

Паровое сопло отличается от горелки тем, что может заполнить до 5000 м³ горячего воздуха, но при этом требует быть установленной на паровой котёл. Это будет полезно для гигантских воздушных шаров.

Горелка проще в постройке и не требует котла — хороший выбор для первых кораблей.

🌈 Оболочки можно красить любым из 16 цветов красителя, как паруса в базовом Create

Левитит: антигравитация

Левитит (Levitite) — уникальный минерал, который создаёт левитационную силу в 10 кпг
(9 кпг с учётом собственного веса). Она работает иначе, чем подъёмная сила.

Левитит не поднимает конструкцию вверх — он сопротивляется движению: старается всегда остаться на одном месте. По сути, это пассивный стабилизатор, который удерживает
корабль на одной высоте и помогает тормозить. Вращение левитит не блокирует — если конструкция неустойчива и начинает крениться, левитит не поможет, если не ставить его по краям конструкции (помним про центр тяжести и правило рычага).

Камень Края работает аналогично, но слабее: всего 2 кпг подъёма. Но поэтому левитит делается именно из этого ресурса.

Как получить левитит

Левитит нельзя добыть, можно только изготовить, практически выплавить. Процесс крафта:

1. Разлейте левититовую смесь из эндернякового порошка и цинка в нужной форме;
2. Подожгите один из блоков смеси;
3. Левитит начнёт кристаллизовываться с цепной реакцией, из-за чего весь левитит в форме затвердеет - готово!

Твёрдый левитит не выпадает при разрушении даже с шёлковым касанием — работайте с ним более умными способами.

💡 Жемчужный левитит (Pearlescent Levitite) создаётся, если поджечь смесь огнём душ (Soul Fire). Функционально идентичен обычному.

Пропеллеры: тяга и подъём через вращение

Подшипник пропеллера (Propeller Bearing) — это специальный блок, который превращает любые прикреплённые к нему парусные блоки в пропеллер.

Какие блоки работают как лопасти

Пропеллер может вращаться по часовой стрелке или против часовой. В зависимости от направления он будет толкать себя (и всю конструкцию за собой) вперёд или назад. Скорость вращения влияет не только на силу создаваемой тяги, но и на создаваемую нагрузку на кинетическую сеть.

Существует деревянный и андезитовый пропеллеры (Wooden Propeller, Andesite Propeller) — они функционируют ровно так же, как подшипниковые пропеллеры, просто являются одиночным блоком, а не конструкцией. Умный пропеллер (Smart Propeller) работает как гироскопический: автоматически пытается всегда выровняться вертикально вверх — удобен для вертолётных конструкций без сложной настройки.

Гироскопический подшипник пропеллера (Gyroscopic Propeller Bearing) — это не сам пропеллер, а подшипник, который всегда стремится выровняться вертикально вверх. К нему прикрепляются парусные блоки, образуя пропеллер. Может быть нестабилен, но при правильном использовании позволяет построить настоящий вертолёт или винтокрыл!

🌬 Вентилятор в корпусе, обычно используемый в Create для промывки, также создаёт тягу. А если прикрепить на него форсунку, получается ховерборд.

Атмосферное давление: почему корабль теряет тягу на высоте

Это одна из важнейших механик Sable, о которой не знают большинство новичков. Атмосферное давление влияет на эффективность пропеллеров и оболочек аэростатов: чем выше летите, тем меньше тяга.

На уровне моря (y=63) давление принято за 100%. По мере подъёма оно падает вплоть до 0% на больших высотах. Под землёй, напротив, давление растёт до максимума 150% у y=-38. Это объясняет, почему:

• Корабль, который уверенно держит высоту у земли, может не суметь подняться выше определённой отметки
• Пропеллеры становятся менее эффективными при наборе высоты
• Оболочки аэростатов дают меньше подъёмной силы на высоте

В разных измерениях давление ведёт себя иначе: в Нижнем мире выше уровня лавового моря давление заметно ниже, а выше «потолка» Нижнего мира равно нулю. В Крае давление в целом ниже.

💡 Если корабль не набирает нужную высоту — скорее всего, подъёмной силы хватает только для текущего давления. Нужно больше!

Аэродинамические органы управления, или Управление полётом в Create Aeronautics

Недостаточно просто двигаться вверх и вперёд. Нужно научить свой самолёт поворачивать вокруг своих осей. Есть два основных способа достичь этого:

• Включить боковой пропеллер - если поставить пропеллер в стороне от центра массы, то при создании на нём тяги он будет поворачивать всю конструкцию по оси. Это работает не только с пропеллером, но и впринципе со всем, что создаёт тягу.
• Повернуть Симметричный парус - отличие симметричного паруса от обычного в том, что он создаёт не подъёмную силу, а сопротивление, которое перпендикулярно поверхности паруса. Вектор сопротивления складывается с вектором тяги и получается вектор итогового направления движения конструкции. Может звучать сложно, но стоит просто попробовать это - элероны самолёта и руль корабля в реальности работают точно так же!

Как сделать элерон?

Элерон — это подвижная поверхность на крыле или корпусе, которая отклоняется в нужную сторону и меняет направление потока воздуха, заставляя самолёт/корабль поворачивать. В самолётах это небольшая секция на конце крыла; в Create Aeronautics роль элерона играет симметричный парус на механическом подшипнике.

Для создания чего-то похожего на управляющие элементы самолёта или корабля, нужно использовать механический подшипник — прикреплённые к его головке блоки будут поворачиваться вместе с поворотом шестерни подшипника. Прикрепите к подшипнику симметричный парус и он будет поворачиваться, меняя направление движения вашего летучего корабля.

Но чтобы парус не вращался бешено вместе с валом вашего двигателя, а поворачивался на нужное количество градусов, можно использовать одну из трёх вещей:

• Штурвал - позволяет вручную задать угол поворота исходящего из него вала и выглядит очень красиво;
• Последовательная коробка передач - программируемый блок, управляемый редстоуном, который позволяет точно задать, как должно себя вести вращение;
• Торсионная пружина - специальный блок, который поворачивает только на заданный угол, после чего застывает, ожидая пока не пропадёт вращение, чтобы вернуться в исходное положение.

⛵️ Чем больше площадь симметричного паруса, тем выше создаваемое им сопротивление. А если не ставить его на подшипник, а просто закрепить на корпусе, то он будет всегда стабилизировать направление движения, не позволяет кораблю непроизвольно качаться.

Почему корабль переворачивается: центр масс

Самая частая проблема новичков — конструкция переворачивается сразу после сборки. Причина: центр масс находится выше, чем нужно.

Физика работает так же, как в жизни: тяжёлые предметы в основании дают устойчивость, тяжёлые наверху — приводят к опрокидыванию. Несколько правил:

• Размещайте тяжёлые блоки (металл, камень, двигатели) в нижней части корпуса
• Оболочки аэростатов и купол ставьте сверху — они лёгкие и создают подъём именно там, где нужно
• Левитит не стабилизирует ротацию — если корабль кренится, добавьте балласт снизу

💡 Используйте диаграмму штуковины — на ней всегда можно посмотреть центр тяжести.

Датчик наклона: автоматическая стабилизация

Ручная балансировка через балласт помогает не всегда. Для серьёзных проектов используют датчик наклона (Gimbal Sensor, также «датчик кардана») — блок из модуля Simulated.

Датчик наклона выдаёт аналоговый редстоун-сигнал от 0 до 15 в четыре стороны в зависимости от того, на какой бок кренится конструкция. Чем сильнее крен — тем сильнее сигнал. Чувствительность датчика регулируется отдельно для каждой из двух осей прямо на блоке.

Классическая схема стабилизации:

1. Датчик наклона определяет крен
2. Редстоун логика передаёт сигнал нужному пропеллеру
3. Пропеллер компенсирует крен тягой

В большинстве сложных схематиков дирижаблей и самолётов датчик наклона стоит как минимум в одном экземпляре — без него конструкция будет нестабильна на скорости или при порывах.

Первый полёт: чеклист

Прочитали статью и готовы взлететь? Пройдитесь по списку:

1. Корпус — постройте из лёгких блоков (дерево, шерсть), склейте медовым клеем или суперклеем
2. Подъём — добавьте оболочки аэростата и горелку снизу купола; одна горелка на каждые 500 блоков объёма
3. Баланс — откройте Диаграмму штуковины: вектор подъёма должен быть длиннее вектора гравитации; тяжёлые блоки — в нижней части корпуса
4. Управление высотой — установите тяговый рычаг рядом с горелкой; он регулирует мощность нагрева редстоун-сигналом от 0 до 15
5. Управление движением — для поворотов и хода вперёд нужен штурвал, подключённый валом к пропеллерам или симметричным парусам на подшипниках (как описано в разделе «Аэродинамические органы управления»); без подключённых элементов штурвал ничем не управляет
6. Активация — установите физический сборщик, потяните рычаг; сядьте за штурвал (ПКМ) и отправляйтесь в полёт

Попробуйте на готовом сервере

Если хотите сразу оказаться в воздухе без долгой настройки — приходите на Runes & Rails.
Сборка Steel Sky работает на NeoForge 1.21.1 с Create и Create: Aeronautics, а лаунчер
синхронизирует все моды автоматически.

👉 Скачать лаунчер и начать играть