ПД-14 — инновационный российский двигатель
ПД-14 — первый авиационный маршевый двигатель, созданный в современной России. Последней аналогичной разработкой был авиадвигатель четвертого поколения ПС-90А, выпущенный в СССР в конце 1980-х.
Идея создания двигателя нового поколения появилась в конце 90-х годов. Российской двигателестроительной отрасли требовался проект, который стимулировал бы ее развитие и помог устранить накопившееся технологическое отставание от стран-лидеров.
Конечно, подобный глобальный проект не мог быть реализован одним конструкторским бюро или заводом. Изначально закладывалось участие практически всех отечественных двигателестроительных предприятий и профильных НИИ. В 2008 году было подписано соглашение о создании двигателя, который получил название ПД-14 (перспективный двигатель тягой 14 тонн). Головным разработчиком и головным изготовителем стали пермские предприятия Госкорпорации Ростех «ОДК-Авиадвигатель» и «ОДК-Пермские моторы» соответственно.
Первые наземные испытания ПД-14 прошли в 2012 году, первые летные — в 2015-м. В 2018 году Росавиация выдала двигателю сертификат типа, подтверждающий готовность изделия к производству и эксплуатации. В связи с вступлением в силу в январе 2020 года нового международного стандарта, в котором были изменены нормы дымности и эмиссии нелетучих частиц, ПД-14 прошел дополнительные испытания по определению эмиссии и получил соответствующее одобрение главного изменения в Росавиации.
Двигатель ПД-14 разработан для перспективного российского лайнера МС-21-310 («Магистральный самолет XXI века»). Он относится к самому массовому сегменту пассажирских самолетов — ближне-среднемагистральным узкофюзеляжным авиалайнерам. МС-21 — авиамашина нового поколения, которая объединяет в себе передовую аэродинамику, современные материалы, высокоэффективную силовую установку и продвинутые системы управления, а также новые решения для комфорта пассажиров. Работы над самолетом велись параллельно с разработкой двигателя.
Стоит отметить, что на сегодняшний день в мире существует всего четыре государства, способные по полному циклу создавать современные турбовентиляторные двигатели: Россия, США, Великобритания и Франция. И каждое строго охраняет результаты исследований и свои ноу-хау в двигателестроении. Например, Франция производит горячую часть двигателей SaM‑146 только на своей территории.
Одним из показателей уровня двигателестроения в стране является собственное производство лопаток турбин для авиадвигателей. В России такое производство есть. Уже сегодня на «ОДК-Пермские моторы» Объединенной двигателестроительной корпорации Ростеха создаются центры специализации по различным направлениям с современным технологическим оборудованием и высококвалифицированными специалистами.
Проект ПД-14, помимо создания самого двигателя, включает в себя важнейший элемент — обеспечение послепродажного обслуживания. Планируется большой объем работ по этому направлению: создание центра поддержки с круглосуточной работой 365 дней в году, открытие сети полевых представительств, станций обслуживания двигателей, обеспечение замены модулей в эксплуатации. Ожидается, что это все в совокупности должно увеличить маркетинговые перспективы нового российского двигателя.
Разработка современного турбореактивного двигателя — более длительный процесс, чем разработка самого самолета. ПД-14 разрабатывался на основе проверенных временем конструкторских решений с применением современных технологий. При этом ставилось условие использовать преимущественно отечественные материалы. Конструкторами было разработано и внедрено 16 ключевых технологий.
При создании двигателя использованы новые высокопрочные российские титановые и никелевые сплавы. Конструкция мотогондолы на 65% состоит из композиционных полимерных материалов, освоенных российской промышленностью. Благодаря этому снижается масса двигателя. Всего в ПД-14 использовано около 20 новых российских материалов.
Внедренные инновации позволили снизить расход топлива, сделав ПД-14 более экологичным и экономичным. Предполагается, что эксплуатационные расходы ПД-14 будут ниже на 14-17%, чем у существующих аналогичных двигателей, а стоимость жизненного цикла ниже на 15-20%.
ПД-14 конкурирует с перспективными продуктами аналогичного назначения лидеров мирового авиадвигателестроения: двигателями PW1400G (самолет МС-21) и PW1100G (самолет А320NEO) компании Pratt & Whitney, а также двигателями Leap-1А (самолет А320NEO) и Leap-1В (самолет В737 МАХ) консорциума CFMI (компании General Electric и Snecma). Двигатель ПД-14 не уступает конкурентам по сумме технико-экономических параметров.
Необходимо подчеркнуть, что сфера применения двигателей семейства ПД не ограничится летательными аппаратами. Турбореактивные двигатели на базе единого газогенератора можно будет использовать в промышленных целях в составе электрогенераторных и газоперекачивающих установок. Перед конструкторами стояла задача разработать унифицированный газогенератор, ключевой элемент двигателя, на базе которого можно было бы производить установки различных мощностей для использования в авиации и на земле.
ПД-14 — это первый двигатель в будущем семействе, разработанный для авиалайнера МС-21-300. Среди его ближайших «родственников», планируемых к выпуску Объединенной двигателестроительной корпорацией — модификации ПД-14А для самолета МС-21-200 и ПД-14М для самолета МС-21-400.
Вадим Нерубасский
«Война моторов» федерального значения / Реалии / Независимая газета
Тэги: ракеты, космос, ракетные двигатели, ракетостроение, технологии, Союз2. 1в, Ангара1, НК331, РД193, РД170
Фото сайта mil.ru
Несмотря на успешное завершение летно-конструкторских испытаний «Союз-2.1в», эта ракета-носитель легкого класса в прошлом году не выполнила ни одного пуска. Ситуация усугубляется борьбой между «ОДК-Кузнецов» и ПНО «Энергомаш» за заказы МО РФ на маршевый двигатель первой ступени.
Формирование вертикально интегрированных структур в оборонно-промышленном комплексе не спасло его от нездоровой внутренней конкуренции, вызванной наличием параллельных разработок близких по назначению и свойствам изделий и систем. Подобное часто имело место в «сытые» советские времена, когда на оборону не жалели никаких денег, и порой продолжается в современной России даже в условиях жестких бюджетных ограничений. Так, в новом веке созданы близкие по характеристикам ракеты-носители «Союз-2.1в» и «Ангара-1».
Между тем долгожданный «вал заказов» на легкие спутники так и не пришел, и пуски российских ракет с таковыми в качестве полезной нагрузки выполняются нечасто.
Это ставит в трудное положение промышленность, которая зачастую лишена возможности планирования производства даже на среднесрочную перспективу. Применительно к «Союз-2.1в» речь прежде всего идет о поставках маршевого двигателя первой ступени. В роли последнего может выступить как НК-33–1, спроектированный и выпускаемый «ОДК-Кузнецов» (Самара), так и РД-193 НПО «Энергомаш» (Химки). Они развивают одинаковую тягу (порядка 200 т) и близки по другим характеристикам, но сильно отличаются ценой. Так получается, поскольку «кузнецовское» изделие – старое, со складов хранения, а «энергомашевское» – нового выпуска.
Казалось бы, зачем заказывать полностью новую и дорогую продукцию, когда можно вполне обойтись уже изготовленным за гораздо меньшую цену? Но не все так просто. Во-первых, НПО «Энергомаш» функционирует в системе Роскосмоса, куда входит разработчик и производитель ракеты – РКЦ «Прогресс».
Со своей стороны, «ОДК-Кузнецов» входит в состав Объединенной двигателестроительной корпорации (ОДК), подчиненной «Ростеху». Основная специализация – авиационные двигатели, а ракетные – своего рода «побочная» продукция. Правда, для «ОДК-Кузнецов» доля последних в общей выручке составляет целых 40%. Исторически предприятие выпускает их с 1958 года по настоящее время. Основной объем приходится на семейство РД-107/108 разработки НПО «Энергомаш». Но есть и изделие собственной разработки НК-33.
Как пояснил журналистам заместитель генерального директора – управляющий директор «ОДК-Кузнецов» Алексей Соболев, «объем задела, который у нас остается по НК-33, закрывает на ближайшее десятилетие всю потребность, обозначенную со стороны заказчика. Поэтому вопрос о перезапуске производства сегодня на повестке дня не стоит. При наличии соответствующего заказа от Министерства обороны готовые двигатели, что находятся на предприятии, можно пустить в работу, адаптировав под текущие требования».
Задел возник благодаря советской лунной программе, по которой была создана огромная ракета Н-1 стартовой массой около 3 тыс. т, с испытаниями в 1969–1972 годах. Все четыре пуска оказались неудачными, и ее закрыли. Полторы сотни изготовленных к тому времени НК-33 подлежали уничтожению. Однако, используя свой высокой авторитет и связи в высших эшелонах власти, генеральный конструктор Николай Кузнецов сумел переубедить руководство страны, и вместо утилизации разработанные им двигатели законсервировали «до лучших времен». Пришла перестройка, и их предложили фирме «Аэроджет». Она оценила технический уровень НК-33 как существенно превосходящий американские разработки и посчитала необходимым использовать в интересах космической программы США. На экспорт ушло 37 экземпляров.
Последний закончился неудачей, и впредь «Антарес» стали комплектовать другим российским двигателем – РД-181 НПО «Энергомаш». Это экспортный вариант РД-191, разработанный для РН «Ангара-1». Решение американцев объясняется желанием целиком переложить заботу по неизбежной в процессе эксплуатации доработке силовой установки на ее поставщика, а здесь «Энергомаш» предложил лучшие условия. Тогда как в конце девяностых НК-33 продавались по 1 млн, то контракт 2014 года на 20 РД-181 оценивается 224,5 млн долл. Столь большая разница объясняется тем, что самарские двигатели шли со склада и требовали доработок, а новые химкинские поступали полностью готовыми, да еще с сервисным пакетом.
Вместе с тем расконсервированные и доработанные НК-33 продемонстрировали свою работоспособность, и их решили использовать в интересах отечественной космической программы. Возникла идея использовать вариант НК-33–1 (НК-33А) в качестве двигателя первой ступени РН «Союз-2.1в». Проект запустили десять лет тому назад с целью замены украинского «Днепра» и устаревших отечественных носителей данного класса.
РН «Союз-2» этапа 1В – двухступенчатая ракета-носитель для запуска с существующих стартовых комплексов ракет типа «Союз». Она разрабатывается на базе РН «Союз-2» этапа 1Б со снятием боковых блоков и установкой на центральном блоке двигателя НК-33А. Это единственная модификация растущего семейства «Союзов» где нашел применение НК-33, обладающий более чем вдвое большей тягой по сравнению со штатным РД-108А. Стартовый вес – 160 т, а полезная нагрузка, выводимая на низкую околоземную орбиту, – около 2800 кг. Разработчик – АО «РКЦ Прогресс» (Самара).
Первый пуск «Союз-2.1в» состоялся 28 декабря 2013 года, а пятый, завершающий в рамках ЛКИ, – 10 июля 2019 года. Шестой пуск спустя четыре месяца являлся первым коммерческим. «В прошлом году завершилась программа летно-конструкторских испытаний (ЛКИ) «Союз-2.1в» в варианте с двигателем НК-33А и начата штатная эксплуатация изделия по выводу полезной нагрузки на заданную орбиту», – утверждает Алексей Соболев.
При этом собеседник «НВО» не считает необходимым выкуп ранее поставленных в США двигателей. «Остающийся у нас задел по НК-33 закрывает на ближайшее десятилетие всю потребность, которая обозначена со стороны главного заказчика», – считает Соболев. Согласно информации на сайте «ОДК-Кузнецов», поставки НК-33А по линии ГОЗ обеспечены до 2023 года. «Если же возникнет такая потребность, мы готовы рассмотреть различные сценарии, включая возобновление строительства. Тут все зависит от позиции заказчика», – пояснил Соболев.
Между тем друзья-конкуренты считают иначе: в апреле 2013 года Владимир Солнцев из НПО «Энергомаш» заявил, что производство НК-33 возобновляться не будет, а по исчерпании складского запаса вместо него будет ставиться новый двигатель РД-193. Размеры поддающегося разумной расконсервации задела по НК-33 точно неизвестны. Однако можно с уверенностью утверждать, что при сохранении интенсивности пусков отечественных ракет легкого класса его хватит как минимум на 10–15 лет. Коли так, зачем стране РД-193? Постановка его на «Союз-2.1в» потребует дополнительных испытаний ракеты в дополнение к уже завершенным ЛКИ. Новая модификация получится дороже из-за необходимости окупить затраты на НИОКР, а повышения грузоподъемности не принесет. То же самое можно сказать и про «Ангару» с РД-191: она дороже и не сильно лучше «Союза», технологии которого проверены длительной эксплуатацией.
Взгляд с высоты истории показывает продолжающееся противостояние двух направлений в развитии отечественной космонавтики, начавшееся во времена лунной программы. Между создателями ракеты Н-1 во главе с Королевым и группой моторостроителей с Глушко разразился спор вокруг топлива для ее силовой установки. Сергей Павлович настаивал на паре «керосин ТС-1 + жидкий кислород», а Валентин Петрович возражал. В результате разработку двигателей поручили Кузнецову, и он с задачей справился. Под его руководством в Самаре создали НК-15, а затем – улучшенный НК-33. После смерти Королева 14 января 1966 года его дело продолжил Мишин, но вследствие неудачных пусков в мае 1974 года генеральным конструктором советской космической программы и руководителем НПО «Энергия» назначили Глушко. Первым своим приказом он остановил все работы по Н-1, а затем постепенно отодвинул Кузнецова от разработки ракетных двигателей. Все, что смог Николай Дмитриевич, – отстоять производственный задел по НК-33.
Моторные белки Myosin V: пошаговое продвижение к механизму
Обзор
. 2003 10 ноября; 163 (3): 445-50.
doi: 10.1083/jcb.200308093.
Рональд Д Вейл 1
принадлежность
- 1 Кафедра клеточной и молекулярной фармакологии и Медицинский институт Говарда Хьюза, Калифорнийский университет, Сан-Франциско, Калифорния 94107, США.
[email protected]
- PMID: 14610051
- PMCID: PMC2173644
- DOI: 10.1083/jcb.200308093
Бесплатная статья ЧВК
Обзор
Рональд Д. Вейл. Джей Селл Биол. .
Бесплатная статья ЧВК
. 2003 10 ноября; 163 (3): 445-50.
doi: 10.1083/jcb.200308093.
Автор
Рональд Д Вейл 1
принадлежность
- 1 Кафедра клеточной и молекулярной фармакологии и Медицинский институт Говарда Хьюза, Калифорнийский университет, Сан-Франциско, Калифорния 94107, США.
[email protected]
- PMID: 14610051
- PMCID: PMC2173644
- DOI: 10.1083/jcb.200308093
Абстрактный
Миозиновые V-двигатели млекопитающих постепенно транспортируют груз вдоль актиновых филаментов. Недавние биофизические и структурные исследования привели к детальному пониманию механизма миозина V, что делает его, возможно, наиболее изученным мотором цитоскелета. В дополнение к описанию механизма, этот обзор проиллюстрирует, как «динамические» измерения отдельных молекул могут синергизировать со «статическими» структурными исследованиями белка, чтобы получить удивительно четкую информацию о работе машины нанометрового масштаба.
Цифры
Рисунок 1.
Модель для процессивной…
Рисунок 1.
Модель процессивного движения миозина млекопитающих V. См. в тексте…
Фигура 1.Модель процессивного движения миозина млекопитающих V. Подробности см. в тексте (Новый консенсусный механизм для миозина V). Эта цифра представляет собой модифицированную версию фигуры, предоставленной Drs. Т. Перселл и Дж. Спудич.
См. это изображение и информацию об авторских правах в PMC
Похожие статьи
Наклон и вращение, когда миозин V шагает вдоль актиновых филаментов, что обнаруживается с помощью поляризации флуоресценции.
Варшава, немецкая марка. Варшава Дм. J Gen Physiol. 2012 фев; 139(2):97-100. doi: 10.1085/jgp.201210769. J Gen Physiol. 2012. PMID: 22291143 Бесплатная статья ЧВК. Аннотация недоступна.
Миозин V ходит рука об руку: изображение одного флуорофора с локализацией 1,5 нм.
Йилдиз А., Форки Д.Н., МакКинни С.А., Ха Т., Голдман Ю.Е., Селвин П.Р. Йылдыз А. и др. Наука. 2003 27 июня; 300 (5628): 2061-5. doi: 10.1126/наука.1084398. Epub 2003 5 июня. Наука. 2003. PMID: 12791999
Настройка управляемой миозином сортировки в клеточных актиновых сетях.
Хариади РФ, Соммесе РФ, Сиварамакришнан С. Хариади РФ и др. Элиф. 2015 4 марта; 4:e05472. doi: 10.7554/eLife.05472.
Элиф. 2015. PMID: 25738229 Бесплатная статья ЧВК.
Электростатическое происхождение однонаправленности ходячих V-двигателей миозина.
Мукерджи С., Варшел А. Мукерджи С. и др. Proc Natl Acad Sci U S A. 2013 Oct 22;110(43):17326-31. doi: 10.1073/pnas.1317641110. Epub 2013 8 октября. Proc Natl Acad Sci U S A. 2013. PMID: 24106304 Бесплатная статья ЧВК.
Прогулка с миозином В.
Селлерс Дж. Р., Вейгель С. Селлерс Дж. Р. и др. Curr Opin Cell Biol. 2006 Февраль; 18 (1): 68-73. doi: 10.1016/j.ceb.2005.12.014. Epub 2005, 27 декабря. Curr Opin Cell Biol. 2006. PMID: 16378722 Обзор.
Посмотреть все похожие статьи
Цитируется
Полногеномное сравнение и идентификация семейства генов миозина у Arabidopsis thaliana и Helianthus annuus .
Ахмад Х.М., Алафари Х.А., Фиаз С., Алшая Д.С., Тур С., Иджаз М., Расул Н., Аттиа К.А., Зайнаб М., Азмат С., Абушади А.М., Чен Ю. Ахмад Х.М. и др. Гелион. 2022 6 декабря; 8 (12): e12070. doi: 10.1016/j.heliyon.2022.e12070. электронная коллекция 2022 дек. Гелион. 2022. PMID: 36561675 Бесплатная статья ЧВК.
Нейроны: взаимодействие между цитоскелетом, ионными каналами/транспортерами и митохондриями.
Альберти П., Семпербони С., Кавалетти Г., Скутери А. Альберти П. и др. Клетки. 2022 11 августа; 11 (16): 2499. doi: 10.3390/ячейки11162499. Клетки. 2022. PMID: 36010576 Бесплатная статья ЧВК. Обзор.
Новая стратегия мечения показывает, что миозин Va и миозин Vb связываются с одной и той же дендритно поляризованной популяцией пузырьков.
Франк М., Цитарелла К.Г., Хиноны Г.Б., Бентли М. Фрэнк М. и др. Движение. 2020 ноябрь;21(11):689-701. doi: 10.1111/tra.12764. Движение. 2020. PMID: 32959500 Бесплатная статья ЧВК.
Активный транспорт цитофидиев у Schizosaccharomyces pombe.
Ли Х., Е Ф., Жэнь Ю. Ю., Ван П. Ю., Ду Л. Л., Лю Д. Л. Ли Х и др. FASEB J. 2018 Nov;32(11):5891-5898. doi: 10.1096/fj.201800045RR. Эпаб 2018 21 мая. ФАСЭБ Дж. 2018. PMID: 29782206 Бесплатная статья ЧВК.
Пентабромпсевдилин: ингибитор миозина V подавляет активность TGF-β, привлекая рецептор TGF-β типа II к лизосомальной деградации.
Ши-Вей В., Чжи-Линг С., Као Ю.С., Мартин Р., Кнолкер Х.Дж., Шиао М.С., Чен С.Л. Ши-Вей В. и соавт.
J Enzyme Inhib Med Chem. 2018 дек;33(1):920-935. дои: 10.1080/14756366.2018.1465416. J Enzyme Inhib Med Chem. 2018. PMID: 29768059 Бесплатная статья ЧВК.
Просмотреть все статьи «Цитируется по»
использованная литература
- Али, М.Ю., С. Уэмура, К. Адачи, Х. Ито, К. Киносита-младший и С. Ишивата. 2002. Myosin V представляет собой левосторонний спиральный мотор на правосторонней актиновой спирали. Нац. Структура биол. 9: 464–467. — пабмед
- Берджесс С., М. Уокер, Ф. Ван, Дж. Р. Селлерс, Х.Д. Уайт, Пи Джей Найт и Дж. Триник. 2002. Конформация миозина перед силовым ударом VJ Cell Biol.
159:983–991. — ЧВК — пабмед
- Берджесс С., М. Уокер, Ф. Ван, Дж. Р. Селлерс, Х.Д. Уайт, Пи Джей Найт и Дж. Триник. 2002. Конформация миозина перед силовым ударом VJ Cell Biol.
- Coureux, P.-D., A.L. Wells, J. Menetrey, C.M. Йенго, Калифорния Моррис, Х. Л. Суини и А. Ходуссе. 2003. Структурное состояние мотора миозина V без связанного нуклеотида. Природа. 425:419–423. — пабмед
- Де Ла Круз, Э. М., А. Л. Уэллс, С. С. Розенфельд, Э. М. Остап и Х. Л. Суини.
1999. Кинетический механизм миозина V. Proc. Натл. акад. науч. СОЕДИНЕННЫЕ ШТАТЫ АМЕРИКИ. 96:13726–13731. — ЧВК — пабмед
- Де Ла Круз, Э. М., А. Л. Уэллс, С. С. Розенфельд, Э. М. Остап и Х. Л. Суини.
- Форки, Дж. Н., М. Э. Куинлан, М. А. Шоу, Дж. Э. Корри и Ю. Э. Голдман. 2003. Трехмерная структурная динамика миозина V с помощью поляризации флуоресценции одиночных молекул. Природа. 422: 399–404. — пабмед
Типы публикаций
термины MeSH
вещества
Грантовая поддержка
- R01 GM038499/GM/NIGMS NIH HHS/США
Еще одна неделя, еще одно обновление от разработчиков: Zee Voxel Engine — Новости Marching Cubes
Рафаэль здесь. В прошлые выходные я встретился с Оскаром (привет!), создателем классного демо городского квартала, за чашечкой кофе, и мы немного поговорили о воксельном движке Proven Lands. Отличный парень, кстати. Итак, давайте немного поговорим о вокселях.
Субботнее обновление: Zee Voxel Engine — марширующие кубы и дальность обзора
Эй,
Рафаэль здесь. В прошлые выходные я встретился с Оскаром (привет!), создателем этой классной демонстрации городского квартала, за чашечкой кофе, и мы немного поговорили о воксельном движке Proven Lands. Отличный парень, кстати. Итак, давайте немного поговорим о вокселях.
В основе нашего движка, как и в Minecraft и других воксельных играх, лежит алгоритм Marching Cubes. Этот алгоритм был впервые опубликован в 1987 году для извлечения полигональной сетки из вокселей (трехмерное дискретное скалярное поле). Если вы хотите узнать о вокселах, посмотрите мой блог о воксельных данных, или если вам интересны Marching Cubes, лучше загляните в Интернет, потому что я не могу осветить всю тему в посте блога разработчиков.
Короче говоря, Marchin Cubes — это умный способ, так сказать, «извлекать» сетки из «облака точек». Она имеет глубокие научные корни, как и визуализация мозга. С тех пор его несколько раз улучшали. Воксельный движок «Ферма вокселей» EverQuest Next также вначале использовал Marching Cubes, прежде чем его создатель Мигель решил использовать Dual Contouring, если я не ошибаюсь, который, по сути, является более привлекательным алгоритмом. Плохая сторона Marching Cubes заключается в том, что она была запатентована до 2005 года. Да, спасибо науке. Так что до 2005 года это было дорого или даже иногда запрещалось использовать. Так что никакие игры не коснулись его, и именно поэтому такие игры, как Infiniminer, вероятно, появились первыми после 2005 года, а затем воксельные вещи стали следующей большой вещью по какой-то причине Minecraft.
По сути, то, что вы делаете в Marching Cubes, — это «марширование» по данным и создание частей куба. Например: это может быть вершина многоугольника, это левая сторона, это маленький угол и так далее. Это одна из причин, почему почти все игры, основанные на вокселах, такие как StarForge, начинаются с малого расстояния обзора. Делают это потому, что полигоны создаются таким «маршированием» на CPU, что требует времени. Мир, основанный на воксельных данных, вероятно, будущее, будь то полигоны или аппаратный воксельный уровень, но сегодня на наших дрянных примитивных машинах создание огромных миров занимает минуты. Итак, что мы делаем, чтобы создать неплохую огромную сцену? Как получить огромное расстояние обзора?
Оптимизируем загрузчик, генератор, структуру данных. Например, мы создаем систему местности на основе уровня детализации (LOD). Вот почему во многих играх на заднем плане мерцают деревья и целые горы. Чем ближе вы к игроку, тем выше разрешение местности. Чем дальше вы находитесь, тем грубее местность и тем больше область, которую вы визуализируете. Как мне узнать, что рендерить и насколько я близок? Вы используете структуру данных «octree». Октодерево — это 3D-эквивалент дерева квадрантов, которое используется, например, в программировании ИИ. Вы «проходите» по дереву, пока не достигнете нижнего уровня одного узла, а затем визуализируете его. Как узнать нижний уровень? Каждый узел имеет LOD ID. Если уровень 0 — это игрок, а уровень 8 — 16 км. Если вы визуализируете все узлы LOD 1, становится ясно, что вы не можете визуализировать LOD 2 или 3 в одной и той же области, потому что LOD 2 больше, чем LOD 1, и состоит из всех узлов LOD 0 и LOD 1 соответственно. Таким образом, когда игрок движется, вы все время определяете положение LOD 0 и подстраиваете под него окружающие «сетки ландшафта», снова «проходя» через октодерево, пока не достигнете нижнего уровня, который необходимо отрендерить. Если это слишком много для краткого сообщения, посмотрите здесь хорошее видео о том, как LOD работает в целом, не зная их движка: No Man’s Sky, другая игра, геймплей и движок, довольно хорошо показывает, как это работает здесь.
Это не ракетостроение, это хорошо известно инженерам, работающим над огромными сценами или планетами, но у Proven Lands есть один недостаток. Создание такой LOD-системы для игры, не основанной на вокселах, уже сложно и дорого (с точки зрения производительности, математики и магии кодирования). Но для воксельных движков это редкость. Это настолько редко, что, насколько я знаю, до сих пор существует только одна кандидатская диссертация на эту тему. Причина — трещины (или «дыры») между LOD-сетками ландшафта на основе воксельных данных. Из-за воксельной природы ландшафта высока вероятность того, что вы найдете крошечные трещины между уровнями детализации, поэтому ваша сцена будет заполнена трещинами. Есть некоторые приемы для нормального ландшафта, такие как «юбки», которые помогают, но если мы представим сложные выступы и пещеры на основе вокселей, эти решения больше не помогут вам из-за сложности сетки некоторых пещер или столбов. Например, в Landmark у вас были бы дыры в каждом доме. Поэтому (талантливый) создатель движка C4 предложил создать LOD 0,5 между LOD 0 и LOD 1, который работает в основном как «молния» или как клей, назвал его алгоритмом Transvoxel и написал об этом свою диссертацию.
В этом аспекте ландшафт Minecraft более прост по сравнению со всеми Landmark, потому что в игре, похожей на Minecraft, на вас меньше влияют дыры или проблемы LOD.
Теперь вернемся к нашей маленькой игре. Что она для нас значит? Быть здесь единственным программистом и одновременно заниматься многими другими делами *кашель* означает, что мы должны быть сверхпрагматичными. Есть много возможностей для улучшений, не только освещение или время загрузки. Но то, что мы уже имеем, это симпатичная местность и, надеюсь, интересный обзор на расстояние от 16 до 32 км на высоте 10 м (чем выше высота, тем выше). Он еще не оптимизирован, но мы над этим работаем.
Пока вы используете камеру сверху вниз, все в порядке в стиле Diablo 3-Don’t Starve, но если вы повернете камеру в пещере или на высоком летающем острове, я подумал, что хотел бы дать нам это ощущение того, что ты действительно один в пустыне, на огромной планете, с огромным расстоянием обзора — как искусство Спарта. В какой-то момент мы надеемся добавить в игру транспортные средства и самолеты.