perhitungan akselerasi dan kecepatan maks yang disederhanakan untuk sebuah game? [Tutup]

Adakah formula yang disederhanakan yang dapat digunakan untuk menghasilkan pesawat terbang yang masuk akal, pesawat ruang angkasa / SSTO, dan spesifikasi kinerja pesawat ruang angkasa untuk permainan yang diberikan beberapa kendaraan dasar dan atribut kontekstual? Dengan masuk akal, maksud saya dalam 25% dari nilai analisis penuh mungkin tercapai. Misalnya, dapatkah saya secara kasar menentukan akselerasi maksimum dan kecepatan tertinggi dari atribut berikut:

VEHICLE
thrust (in real units)
mass (in real units)
aerodynamics (any intuitive scale: e.g. 0.0 = horrible, 1.0 = ideal, Boeing 
747 set arbitrarily at 0.50)


CONTEXT
atmosphere (density? pressure? friction? How best to measure simply?)
gravity (real units)
angle of travel (0 = parallel to planet, 90 = perpendicular to planet)

modeling simulation

— davideps
sumber

Sudahkah Anda memeriksa mesin fisika game? Ada beberapa tutorial dan contoh untuk topik ini. Perhatikan bahwa g dan kepadatan udara akan mengubah kisaran wrt ke planet.

— Gürkan Çetin

Gurkan, saya melihat Program Luar Angkasa Kerbal, tapi saya tidak yakin saya ingin merancang dan membangun kerajinan di tingkat detail. Dari apa yang saya tahu, Anda harus benar-benar menguji terbang desain untuk mengetahui kinerjanya. Saya berharap untuk beberapa aturan praktis.

— davideps

Akselerasi maksimum dapat dihitung hanya dengan membandingkan massa dan nilai dorong kendaraan Anda:

$$ F = m * a $$ $$ akselerasi = \ frac {dorong} {massa} $$

Kecepatan terminal dapat diperkirakan dengan menyeimbangkan nilai dorong Anda dan persamaan drag. Saat tarik saldo didorong, Anda tidak dapat melakukan perjalanan lebih cepat

$$ F_D = \ frac {1} {2} \ rho u ^ 2C_DA $$

$$ terminal \ kecepatan = \ sqrt {\ frac {2 * dorong} {udara \ kepadatan * seret \ koefisien * frontal \ area}} $$

Anda juga telah memasukkan 'sudut perjalanan' sebagai faktor - ini akan mempengaruhi total kekuatan penggerak dalam arah perjalanan, dan akibatnya kecepatan terminal. Jika Anda terbang secara vertikal ke atas, gaya akibat gravitasi ($ F = mg $) harus dikurangi dari kepercayaan. Jika Anda terbang ke bawah pada sudut $ 20 ° $, maka komponen ke arah perjalanan ($ F = mg \ sin (\ theta) $) harus ditambahkan ke dorong.

— Jonathan R Swift
sumber

Jonathan, apakah akselerasi maksimum akan dipengaruhi oleh aerodinamika? Dengan daya dorong dan massa yang sama, bukankah sebuah blok akan berakselerasi lebih lambat daripada sebuah jarum karena blok harus mendorong lebih banyak udara keluar dari jalan?

— davideps

@davideps - tidak akan memengaruhi maksimum akselerasi, karena ini terjadi ketika objek pertama mulai bergerak, sehingga tidak ada hambatan, karena tidak bergerak! Anda benar bahwa sejauh mana kendaraan mampu mempertahankan akselerasi awal akan berkurang sebagai fungsi dari koefisien hambatan. Untuk tujuan permainan ini, mungkin Anda bisa memilih kecepatan tetap di mana akselerasi diperingkat (mis. $ 100 juta / s $) dan menggunakan gaya yang dihasilkan saat mendatar, alih-alih sekadar 'dorong' untuk menghitung akselerasi? Ini akan memberikan nilai lebih rendah untuk bentuk aerodinamis yang lebih sedikit.

— Jonathan R Swift

Bisakah Anda mendefinisikan istilah dalam persamaan FD = 1 / 2puCDA? Apakah "A" sama dengan "a" dalam F = m * a? Apa ukuran yang sesuai untuk kepadatan udara, seret, dan area depan jika dorong diukur dalam newton?

— davideps

Itulah Persamaan Drag standar - en.wikipedia.org/wiki/Drag_equation 'A' (perhatikan huruf besar) dalam persamaan ini adalah 'area depan', dan tidak sama dengan 'a' (catatan huruf kecil) yang merupakan akselerasi. Lihat Wiki untuk definisi lengkap. Anda dapat menggunakan unit apa pun yang Anda pilih, selama Anda konsisten!

— Jonathan R Swift