โปรแกรมจำลองการบินที่ง่าย


10

ในการจำลองการบินแบบ 3 มิติที่มีระดับความสมจริงของ Crimson Skies (เช่นเดียวกับในระดับอาร์เคดมากกว่าที่เหมือนจริง) คุณจะทราบความเคลื่อนไหวของเครื่องบินแต่ละเห็บได้อย่างไร

(Crimson Skies เป็นโปรแกรมจำลองการบินคล้ายอาร์เคด: http://youtu.be/OWmYt0LZDnU?t=3m )

ฉันเข้าใจว่าเกมก้าวหน้าในขั้นตอนคงที่และแต่ละขั้นตอนแต่ละวัตถุที่เคลื่อนที่จะเคลื่อนที่เป็นเส้นตรงด้วยความเร็วคงที่จากตำแหน่งปัจจุบันไปยังตำแหน่งถัดไป

คุณต้องการพารามิเตอร์พื้นฐานอะไรบ้างในการพิจารณามวลความเร็วเค้น. ฯลฯ คุณจะรวมมันยังไง?


คำถามที่น่าสนใจ แต่มันไม่กว้างเกินไปใช่ไหม ฉันหมายถึงมันถามถึงรายละเอียดของการจำลองการเคลื่อนที่ของเครื่องบิน นอกเหนือจากการรวมแรงบิดและการเร่งความเร็วเชิงตัวเลขแล้วยังมีอะไรอีกไหมที่คำตอบควรตอบ? โดยส่วนตัวฉันชอบหลีกเลี่ยงแรงบิดและความเร่งสำหรับการเปลี่ยนวิถีเนื่องจากพวกเขาทำงานหนักกว่าและให้ประสบการณ์ที่นักเล่นเกมทั่วไปไม่ชอบ
Teodron

คุณควรกำหนดว่า "ความสมจริงระดับ Crimson Skies" หมายถึงอะไรจริง ๆ เพราะมีคน (เช่นฉัน) ที่ไม่ได้เล่นเกมนั้นและตอนนี้ได้รับการยกเว้นจากการให้คำตอบ
ฟิลิปป์

3
นี่ไม่ใช่สิ่งสำคัญใช่หรือไม่ "ใช้ฟิสิกส์อย่างไร"?
MichaelHouse

1
จากคำตอบของฉันที่นี่นี่เป็นคำแนะนำเดียวกับที่ฉันจะให้สำหรับคำถามนี้: การทดสอบเชิงประจักษ์ซ้ำ เพิ่มแถบเลื่อนทดสอบลงใน GUI ของคุณที่ควบคุมพารามิเตอร์ต่างๆที่คุณสนใจในการทดสอบ
MichaelHouse

3
"Physics" + "Simulator" + "Simple" เลือกสองอย่างใดก็ได้ เหตุผลที่คุณไม่สามารถหาตัวอย่างของโปรแกรมจำลองการบินได้ง่าย ๆ ก็เพราะโกงการบินการ์ตูนและเบี่ยงเบนไปเป็นตัวควบคุมตัวละครที่เรียบง่ายในขณะที่แม้แต่การจำลองสถานการณ์เพียงเล็กน้อยก็ขุดลึกเข้าไปในวิชาฟิสิกส์และเป็นเรื่องยากที่จะรักษาเสถียรภาพ
Patrick Hughes

คำตอบ:


22

เพื่อให้เข้าใจถึงวิธีการจำลองการบินของอากาศพลศาสตร์เราต้องเข้าใจก่อนว่ากองกำลังใดมีผลต่อการเคลื่อนที่ของเครื่องบิน เส้นทางการเคลื่อนที่ที่แท้จริงของเครื่องบินคือผลรวมของผลกระทบทางกายภาพทั้งหมด:

กฎการเคลื่อนที่ข้อที่หนึ่งและสองของนิวตัน

  1. วัตถุเคลื่อนที่ด้วยความเร็วคงที่เว้นแต่กระทำโดยกำลัง
  2. ความเร่งของวัตถุนั้นเป็นสัดส่วนโดยตรงกับและในทิศทางเดียวกับที่แรงสุทธิกระทำต่อร่างกายและแปรผกผันกับมวลของมัน ดังนั้น F = ma โดยที่ F คือแรงสุทธิที่กระทำกับวัตถุ m คือมวลของวัตถุและ a คือความเร่งของวัตถุ

แรงขับของเครื่องยนต์

แรงขับของเครื่องยนต์เป็นแรงที่ทำให้เครื่องบินเคลื่อนที่ไปข้างหน้าและมักจะถูกควบคุมโดยผู้เล่น ความเร่งคือพลังของเครื่องยนต์หารด้วยมวลของเครื่องบิน

แรงดึงดูด

แรงดึงดูดของเครื่องบินจะลดลงอย่างต่อเนื่องด้วยความเร็ว 9,81 m / s² ตามทฤษฎีแล้วแรงโน้มถ่วงจะลดลงเมื่อคุณไปสูงขึ้น แต่เมื่อความสูงของเครื่องบินปกติทำงาน

อากาศพลศาสตร์ลาก

ยิ่งเครื่องบินเคลื่อนที่เร็วขึ้นเท่าใดแรงเสียดทานในบรรยากาศก็จะยิ่งช้าลง สิ่งนี้แสดงโดยแรงที่เร่งในทิศทางที่ตรงกับทิศทางปัจจุบันที่ยานกำลังเคลื่อนที่ แรงเพิ่มขึ้นเป็นสี่ส่วนด้วยความเร็ว (ความเร็วสองเท่า = สี่เท่าของแรงลาก) แต่ยิ่งเครื่องบินกำลังบินมากขึ้นเท่าไหร่บรรยากาศก็จะยิ่งเบาลง ความเร็วสูงสุดของเครื่องบินคือแรงที่เกิดจากแรงขับของเครื่องยนต์และการลากตามหลักอากาศพลศาสตร์จะยกเลิกซึ่งกันและกัน

มันอาจฟังดูง่าย แต่การลากค่าคงที่ที่แข็งแกร่งจะทำให้เกมของคุณเล่นง่ายขึ้น (เหมือนอาร์เคด) เพราะการลากเป็นแรงที่หยุดเครื่องบินไม่ให้บินไปในทิศทางที่ผู้เล่นไม่ต้องการ บินได้อีกต่อไป (เช่นเมื่อบินโค้ง) ลากได้มากขึ้น = ช้าลงและเคลื่อนที่ได้คล่องขึ้น คุณสามารถปรับปรุงสิ่งนี้ได้โดยการเพิ่มแรงลากเมื่อมีความแตกต่างระหว่างทิศทางของทิศทางและทิศทางการเคลื่อนที่ของระนาบ (นี่ไม่ได้เป็นไปไม่ได้เลย) โปรไฟล์อากาศพลศาสตร์ของเครื่องบินนั้นถูกปรับให้เหมาะสมที่สุดสำหรับความต้านทานอากาศน้อยที่สุดเมื่อเครื่องบิน กำลังบินตรง )

ลิฟต์อากาศพลศาสตร์

นี่คือแรงที่ทำให้เครื่องบินบินได้ มันถูกสร้างโดยปีก พื้นผิวปีกที่ใหญ่ขึ้นจะเกิดการยกขึ้นและเร่งเครื่องบินให้สูงขึ้น (เทียบกับปีกไม่ใช่พื้นดินเมื่อระนาบหมุนไปด้านข้าง เช่นเดียวกับการลากบรรยากาศลิฟต์นั้นสัมพันธ์กับความเร็วและความหนาแน่นของบรรยากาศ

พื้นผิวการควบคุม

ระนาบควบคุมทิศทางของมันด้วยพื้นผิวการควบคุมที่แตกต่างกันสำหรับระดับเสียงเอียงและหมุน พื้นผิวการควบคุมจะทำงานเฉพาะเมื่อระนาบเคลื่อนที่ ประสิทธิภาพของมันนั้นแปรผันตามความเร็วปัจจุบันและความหนาแน่นของบรรยากาศ โปรดทราบว่าพื้นผิวการควบคุมจะเปลี่ยนเฉพาะทิศทางที่ระนาบชี้เท่านั้นไม่ใช่ทิศทางที่กำลังเคลื่อนที่ สิ่งนี้มีผลต่อทิศทางของแรงขับและแรงยกและทำให้ทิศทางการเคลื่อนที่ค่อยๆ


1
เล็กหนึ่ง: พลังงาน (อัตราพลังงาน) เพิ่มขึ้นตามคิวบ์ความเร็ว แรงลากเป็นสัดส่วนกับความเร็วกำลังสองและกำลังจะเป็นผลมาจากการลากและความเร็ว แต่คุณไม่ได้พูดคุยเรื่องอื่นในเรื่องของอัตราพลังงานดังนั้นคุณอาจหมายถึงการใช้แรงลากอยู่ดี
เซทแบททิน

"ประสิทธิภาพของมันนั้นแปรผันตามความเร็วปัจจุบันและความหนาแน่นของบรรยากาศ" เครื่องบินไม่ได้รับแรงต้านมากขึ้นเมื่อมันเปลี่ยนทิศทางเนื่องจากมันบังคับให้อากาศไหลไปในอีกทิศทางหนึ่งดังนั้นคุณต้องสมดุลกับความเฉื่อยซึ่งเป็นสิ่งที่ฉันสงสัยเมื่อเร็ว ๆ นี้: คุณคำนวณแรงที่เกิดขึ้นได้อย่างไร เครื่องบินจากการเปลี่ยนทิศทางคุณสามารถทำให้กลศาสตร์ของไหลง่ายขึ้นเพื่อตอบคำถามนี้ แต่ฉันไม่รู้คำตอบที่ดี คุณต้องพิจารณาขนาดของปีกด้วย
jokoon

1
@ jokoon คุณถูกต้องเกี่ยวกับเรื่องนั้น แต่โปรดพิจารณาว่าคำถามนั้นเกี่ยวกับโปรแกรมจำลองการบินที่เรียบง่ายเหมือนอาร์เคด ความสมจริงสูงสุดไม่จำเป็นหรือไม่ต้องการ เพื่อความสมจริงสูงสุดฉันจะรวมแรงบิดในการลากยกและหางเสือในการจำลองอากาศพลศาสตร์รอบ ๆ โมเดล 3 มิติของเครื่องบินอย่างแม่นยำ แต่สำหรับเกมส่วนใหญ่ที่ไม่พยายามแข่งขันกับ Microsoft Flight ในแง่ของความสมจริง .
ฟิลิปป์

ฉันเคยไปดูการแสดงทางอากาศเมื่อคุณเห็นเครื่องบินขับไล่ไอพ่นคุณต้องดูและรู้สึกถึงน้ำหนักของเครื่องบินที่ผลักอากาศลงมาด้านล่างราวกับว่ามันลอย แต่กำลังบินในเวลาเดียวกัน ฉันยังสงสัยว่าลิฟต์ที่คุณพูดถึงนั้นจะยังคงปรากฏโดยไม่มีรายละเอียดที่ฉันพูดถึงหรือไม่ ฉันเดาว่าใช่ฉันถูก มันจะเปลี่ยนเฉพาะเวกเตอร์ลิฟท์เท่านั้นทำให้เครื่องบินลอยไปทางใดทางหนึ่ง
jokoon

1
@OndrejPetrzilka คุณรู้ไหมว่าเครื่องบินของธนาคารจะเปลี่ยนไปเมื่อใด นั่นทำให้เวกเตอร์ยกขึ้นชี้ไปที่กึ่งกลางของเลี้ยว
user253751
โดยการใช้ไซต์ของเรา หมายความว่าคุณได้อ่านและทำความเข้าใจนโยบายคุกกี้และนโยบายความเป็นส่วนตัวของเราแล้ว
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.