Simulation des Überschall- und Hyperschallfluges mit benutzerdefinierten Oberflächen

Ich möchte ein kleines Raketenstartspiel erstellen, das vom Kerbal Space Program inspiriert ist.

Da es in der Orbitalmechanik nichts gibt, weiß ich es immer noch nicht. Ich beschloss, dies so realitätsnah wie möglich zu gestalten. Der einzige Moment, den ich entdecken musste, war die Implementierung der Aerodynamik.

Nun, dies wurde sehr problematisch, da ich entdeckte, wie die Flüssigkeit simuliert wird. Meine erste Idee war es, ein kleines virtuelles Aerotube zu implementieren, das Daten von festen Objekten sammelt und deren aerodynamische Eigenschaften in Abhängigkeit von ihrer Form berechnet. Ich möchte diese Daten als Teil des Build-Rocket-Prozesses sammeln.

Dies ist ein schwer zu implementierender Teil, da es viele Informationen darüber gibt, wie inkompressive Flüssigkeitslöser hergestellt werden können. Aber Raketen fliegen mit Überschall- und Hyperschallgeschwindigkeit, daher muss ich herausfinden, wie diese Kräfte unter geeigneten Bedingungen berechnet werden können. Aber ich kann sehen, dass die Implementierung inkompressiver Flüsse eine Art fast unmöglich zu lösendes Problem ist.

Also habe ich beschlossen, eine sehr großzügige Frage zu stellen. Wie haben diese Jungs die Aerodynamik im Spiel Kerbal Space Program implementiert? Und wie gewöhnlich modellieren die Leute es, wenn die Dinge kaum weiter gehen als das "Grundverständnis".

Für mich scheint die Unterschall-Aerodynamik (in Spielen) jetzt fast klar zu sein. Aber transsonisch, Überschall und Hyperschall scheinen "Keine Ahnung, was zu tun ist".

Kerbal hat sich sicherlich nicht für den Realismus entschieden, den Sie suchen. Für ein Spiel ist es viel einfacher, es einfach zu fälschen.

Während die in Kerbal entworfenen Schiffe konfigurierbar sind, sind die Teile sehr detailliert vordefiniert. Schauen Sie sich nur an, was dazu gehört , ein Teil zu machen . Das ist ein ziemlich großer Hinweis. Für alle Teile ist der Luftwiderstand definiert. Es geht also wirklich nur darum, den Luftwiderstand der definierten Teile zusammenzufassen, ihre Ausrichtung zu berücksichtigen und diesen Wert dann in Ihrer Luftwiderstandsgleichung zu verwenden.

Sie können Raycasting von der Überschrift Ihres Fahrzeugs aus durchführen, um zu sehen, welche Teile für diese Geschwindigkeit "sichtbar" sind. Nehmen Sie diese Teile in Ihre Summe aus Luftwiderstand auf, berücksichtigen Sie die Dichte und Geschwindigkeit der Atmosphäre.

Um die Simulation zu verbessern, muss die Widerstandskraft nicht summiert und auf das gesamte Fahrzeug angewendet werden, sondern auf die einzelnen Teile, die den Widerstand erzeugen, und Ihr Verbindungssystem muss herausfinden, wie die Kräfte verteilt werden. Weitere Verbesserung bedeutet das Hinzufügen von Elementen wie Wärme und Scherkräften für Schäden. Schließlich können Sie Ihrem Modell Funktionen wie das Heben hinzufügen. Dies ist wirklich nur eine Frage des Hinzufügens senkrechter Kräfte basierend auf den Kräften, die der Teil bereits erfährt. Wenn Sie möchten, dass die Dinge bei höheren Geschwindigkeiten haarig werden, fügen Sie Ihren Auftriebskräften etwas Lärm hinzu, um Turbulenzen zu simulieren.

Das serienmäßige KSP-Modell ist bekanntermaßen ziemlich schlecht, insbesondere in Versionen vor 1.0. In 1.0 ersetzten sie es durch ein halbgenaues Modell, bei dem im Wesentlichen die Wirksamkeit verschiedener Teile je nach Geschwindigkeit variierte. Das beste Luft- und Raumfahrtmodell für KSP ist ein Mod namens Ferram Aerospace Research , dessen Seite eine sehr detaillierte Beschreibung enthält. Was sie tun, beinhaltet hauptsächlich das Variieren der Wirksamkeit von Teilen, abhängig von der Geschwindigkeit. Dies schließt Flügel, Flossen usw. ein. Der Code ist Open Source, schauen Sie sich das an.