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战舰世界:中级摩擦学:推重比 航速旗 弹射插

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作者:NGA-NTRQZ1

中级摩擦学:推重比 航速旗 弹射插

太长不看

(1)[初级摩擦学]中的基本框架没问题,其中的一些细节问题在本篇中修正。

(2)推重比的作用:引擎正向最大出力PF大致与P/M(即浩舰上给出的 推重比)的0.4次方成正比,与P/(M Vmax) (引擎推力与吨位之比)的0.5次方成正比。

(3)默默速行与航速旗:按比例放大正反向极速,水阻公式固定不变,PF和PB以极速平方倍数增加。

(4)弹射插:将弹射区间由±2.5kt扩大到±6kt,加速度a=PF*2.5-Drag。得梅因传奇插将弹射区间继续扩大至3.75倍(-12~22.5kt),正向加速度a=PF*2.5*1.1-Drag,倒船加速度a=-PB*2.5*1.15-Drag

本系列意图为船体加减速(走直线)提供一套完备自洽的数学描述,欢迎讨论。另外上一帖存在一些问题,原帖已过修改时限 省得改了 ,下面会进行详细说明与更正(绿字)。

[初级摩擦学] (上篇)解释引擎出力累积、归零机制,解释为什么在加速时,即使同一船体相同速度、相同挂档的条件下,加速度却可能不同(与之前经历的过程有关,引擎出力)。

中级摩擦学 (本帖)则通过在不同船上测试,将结果普适化,并理清 推重比、航速旗、弹射插 在加减速中的作用。

本帖涉及内容牵连较广,同时又涉及一些次级问题,为避免喧宾夺主,将主线以红字标出,其他内容折叠,如有兴趣可以展开。

1. 多船测试:推重比 默默速行 航速旗

(1)为验证模型是否普适,选取不同舰种的12条船为样本(5级及以上),涵盖极端推重比,尽量兼顾涵盖较广的最大航速范围。
信息如下表所示:

测试方法还是训练房加减速,录屏(30.01HZ),BB每30帧、CA和DD每15帧读取一次速度,可得速度曲线。

根据上期的模型,每条船只需要调PF(引擎正向最大出力对应的加速度,kt/s 节/秒)与PB(引擎反向最大出力对应的加速度,kt/s)两个参数,就能够预测加速减速曲线。验证如下图所示,所用皆为裸船无舰长、无弹射插、不使用加力消耗品、不挂旗。

验证(图1有点多,折叠)

在全部测试的12条船中,除了秋月,都能较好拟合。

秋月的怪异之处在于:

加速到2.5kt以上时,不会跟其他船一样经历加速度的陡降,秋月就好像瞬间引擎出力达到最大值了一样。为保险起见还测了两次,都是这样。

个人怀疑是某些设定上的bug,已经写了ticket,但等了十天之后,客服只是告诉我已经反映给开发组。。。楼主拆包看了秋月的数据,没发现异常,就很迷。

另外,拟合熟练了之后,就会发现其实测定PF与PB并不需要完整的 加速到满速--减速停船--倒船至满速--停船 循环,只需要由满速减速到0的速度曲线,就能较为准确测出PF与PB。

PF与PB的简单测定(图2)

由满速减速到0的过程中,开始减速之前,水阻与PF平衡;开始减速的瞬间,引擎出力变为0,船体加速度完全由满速水阻决定,可以由此推断PF(下图红色切线);减速到接近为0kt时,引擎反向出力而达到最大值PB,而水阻几乎为0,加速度即为-PB(绿色切线)。

对于英驱、英轻巡、双推得梅因,加速段的魔法区间过大,仅靠加速过程难以准确测量PF,但减速段基本不受影响,靠这个就可以量化引擎最大出力。

(2)推重比与PF关系

PF大致与P/M(引擎功率与吨位之比,即浩舰上给出的 推重比)的0.4次方成正比,与P/(M Vmax) (引擎推力与吨位之比)的0.5次方成正比。

例如,佛蒙特与卡拉乔洛同为战列舰,后者推重比是前者6倍,但加速时候的手感并没相差到那么夸张(但也还差挺多的,6^0.4≈2,不愧是老佛爷)。

比较有意思的是:秋月和北风吨位、马力完全相同,只有极速有区别,然而PF秋月更大,因此似乎右图的关系更合理一些(当然也有可能是单纯秋月有bug)。另外马汉和米高扬的推重比和极速都很接近,然而PF差了约10%,PB差了32%,一个微不足道,百思不得其解。

之前的那篇通过P/(M Vmax)以及单位转换计算PF,是巧合。

(3)正反向引擎最大出力关系

比较散,有大概的趋势,但并不干净。可能与误差有关,误差来源:游戏内速度显示误差(见第二章第四节)、测量误差(显示的速度每隔一段时间才跳一下)、拟合误差。之前的那篇PF与PB关系不正确。

(4)默默速行与航速旗

拆包知默默速行与航速旗都是受speedCoef控制,因此合在一起讨论。图5为JB裸船vs默默速行:

默默速行激发之后,极速增加10%(正反向都是)。

从减速段可以看出,两种配置下PF或PB都是明显不同的。拟合后的PF之比为1.16,PB之比为1.22。考虑到误差,可以认为水阻公式不变,PF与PB均变为原来的1.1^2倍。

之前的那篇想当然,直接假定PF不受影响。经过上述JB的两种配置下的测试,可知默默速行与航速旗:按比例放大正反向极速,水阻公式固定不变,PF和PB以速度放大比例平方倍增加。

2. 弹射;双推得梅因

(0)测试结果

如图6所示,从左至右依次为裸船、只有弹射插、弹射插+传奇插的速度曲线,对应的过程均为:从零起步--满速--减速至零--倒船至满速--减速至零--减速至倒船满速--直接加速到正向满速--直接减速直到倒船满速。

(1)拆包参数,以得梅因为例

裸船

"backwardEngineForsag": 2.5, %弹射区间内,引擎出力放大至PB的多少倍,反向。

"backwardEngineForsagMaxSpeed": 2.5, %弹射区间下限。

"forwardEngineForsag": 2.5, %弹射区间内,引擎出力放大至PF的多少倍,正向。

"forwardEngineForsagMaxSpeed": 2.5, %弹射区间上限。

弹射插

"engineBackwardForsageMaxSpeed": 2.4,%弹射区间下限倍数,乘算。

"engineBackwardForsagePower": 1.0,%弹射区间内,引擎出力放大至PB的多少倍,反向,累计,乘算。

"engineBackwardUpTime": 0.5,%引擎到达反向最大出力时间减半。

"engineForwardForsageMaxSpeed": 2.4,%弹射区间上限倍数。

"engineForwardForsagePower": 1.0,%弹射区间内,引擎出力放大至PF的多少倍,正向,累计,乘算。

"engineForwardUpTime": 0.5%引擎到达正向最大出力时间减半。

传奇插

"SGRudderTime": 0.8,%转舵时间变为0.8倍。

"engineBackwardForsageMaxSpeed": 2.0,%弹射区间下限倍数,累计,乘算。

"engineBackwardForsagePower": 1.15,%弹射区间内,引擎出力放大至PB的多少倍,反向,累计,乘算。

"engineBackwardUpTime": 0.5,%引擎到达反向最大出力时间减半。

"engineForwardForsageMaxSpeed": 3.75,%弹射区间上限倍数,累计,乘算。

"engineForwardForsagePower": 1.1,%弹射区间内,引擎出力放大至PF的多少倍,正向,累计,乘算。

"engineForwardUpTime": 0.5%引擎到达正向最大出力时间减半。

注:其他船除了英驱、英轻巡,裸船的弹射区间均为±2.5kt,加上弹射插后的弹射区间为±6kt。

(2)机制模型:

探究过程略繁琐,先描述模型,然后给出验证。弹射区间生效条件:速度在弹射区间内且加速度方向与速度方向相同。例如:若船仍在前进,减速,即使速度在弹射区间内,也不会生效。

下面说明弹射区间内的加速度计算方法,以得梅因的正向行驶为例,反向替换相应数值对称一下即可。裸船提供的弹射区间为2.5kt,配置弹射插后变为2.5*2.4=6kt,再配置传奇插则变为6*3.75=22.5kt。

引擎最大出力为PF,当前船速V,水阻记为Drag(为V的函数),加速度记为a,弹射区间内加速机制如下:

若 0≤V≤22.5kt,则a=PF*2.5*1.0*1.1-Drag,根据上述模型,模拟结果如下图(图7)。

左:完整循环,右:加速至满速--减速至零。三种配置的仿真结果都能与测试结果吻合,双推配置最能说明问题,图省事,只画这一种情况的展示。

之前的那篇,弹射区间弹射区间原理应如此修正。

(4)米诺陶:老子自带弹射插

拆包数据

"backwardEngineForsag": 2.5,

"backwardEngineForsagMaxSpeed": 5.0,

"forwardEngineForsag": 1.75,

"forwardEngineForsagMaxSpeed": 31.155

弹射区间及规则为:

若 0≤V≤31.155kt,则a=PF*1.75-Drag

仿真结果如图8所示

你咋知道是这样,如果是别的模型呢?(图9)

不排除其他模型存在的可能。不过这里可以说明一下楼主认为模型是这样的原因,以及什么样的模型不行。

(a)为啥弹射区间考虑水阻

从图7和图8可以看出,当速度很大,接近弹射区间上限时,加速曲线趋于缓和,明显不是固定加速度,这是水阻作用的结果。

水阻与速度平方成正比,当速度增大后,迅速发挥作用,而在低速时则很不明显。图9(a)展示了弹射区间内不考虑水阻时的米诺陶加速曲线。

如果a=PF*1.75,则速度高了之后加速过快。

(b)在裸船的弹射区间内,为啥倍数作用于PF而非(PF-Drag)或者当前实际引擎出力?

下面有请米诺陶同志说明这个问题,图9(b)展示了倍数作用于(PF-Drag)和当前实际引擎出力(记为power)时的米诺陶加速曲线。

如果a=(PF-Drag)*1.75,则速度高了之后过于平缓,如果a=power*1.75-Drag,则起步的低速期过长。

(3)对于减速有什么影响?

图10为得梅因三种配置下从满速减速到零的速度曲线,可以看出不同配置只是单纯影响引擎达到反向出力的时间,对于减速曲线(尤其是后半段)影响不大。

即使是裸船,引擎到达反向出力只需要20/2.7=7.4s,而且刚开始减速时为水阻主导,所以影响不大;推进插与双推的减速曲线更是差别极小。非要说有没有影响,还是有一点点的。

(4)游戏内显示的速度是什么?(图11)

细心的提督可能会有疑问,为什么从0开始加速或者从满速开始减速的初始阶段,速度曲线的变化并不如预期中那么棱角分明,而是往往有较为柔和的过渡?这涉及就到游戏内显示的速度究竟是什么。

网卡的时候都会有这样的经历:船会突然向前冲一下,显示的速度也会瞬间高的离谱。个人推测坐标的计算是在本地和服务器上同时进行的。

但本地计算的坐标会根据服务器传回的结果进行修正,显示的速度则是本地根据一小段时间内的位移除以时间计算而得。这样就能解释网卡的时候曲率引擎的出现。

根据这一推测,可以将模型计算结果的速度向前(1.5秒内)取平均(卷积),即“柔和化”,“模拟”游戏本地计算的过程。第二章中,上面所示结果均为“柔和化”后的结果。“柔和化”前后的效果对比见图11。主要区别在于从零起步的开始阶段还有转折点会看起来更平滑。

3. 结论

(1)[初级摩擦学]中的基本框架没问题,其中的一些细节问题在本篇中修正。

(2)推重比的作用:引擎正向最大出力PF大致与P/M(即浩舰上给出的 推重比)的0.4次方成正比,与P/(M Vmax) (引擎推力与吨位之比)的0.5次方成正比。

(3)默默速行与航速旗:按比例放大正反向极速,水阻公式固定不变,PF和PB以极速平方倍数增加。

(4)弹射插:将弹射区间由±2.5kt扩大到±6kt,加速度a=PF*2.5-Drag。得梅因传奇插将弹射区间继续扩大至3.75倍(-12~22.5kt),正向加速度a=PF*2.5*1.1-Drag,倒船加速度a=-PB*2.5*1.15-Drag。

4. 其他

下期预告:摩擦学预计还会更新两帖:高级摩擦学探究加力消耗品的机制;之后还会有应用摩擦学,分析一些加减速相关的实战情境,例如玛索多远可以调戏得梅因、如何摩擦效果最好,如有精力,也会尝试分析得梅因的传奇插改动、亨利断腿的前后比较。

传奇插改动发生在0.9.5版本,求问哪位提督有0.9.4或稍早一点的GameParam.dat文件?解码/没解码的都可以。搞定了,感谢 [@Tirpitz_1939] 大佬提供拆包文件以及技术支持!

另外最近正在做船体转向的运动学分析,下期可能先发这个。

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