- Tytuł:
-
VRS - Program do symulacji lotu rakiet wielostopniowych
VRS - Visual rocket simulation - Autorzy:
- Florczuk, W.
- Powiązania:
- https://bibliotekanauki.pl/articles/213459.pdf
- Data publikacji:
- 2009
- Wydawca:
- Sieć Badawcza Łukasiewicz - Instytut Lotnictwa
- Tematy:
-
VRS (Visual Roket Simulation)
program do symulacji lotu
rakiety wielostopniowe - Opis:
-
Program komputerowy VRS (Visual Rocket Simulation) to inżynierskie narzędzie stworzone w celu obliczania trajektorii oraz parametrów lotu rakiet wielostopniowych, a także statków kosmicznych typu "Reentry Vehicle", np. kapsuły załogowe. W celu usprawnienia pracy nad programem oraz zapewnienia jego przejrzystości z punktu widzenia programisty, kod źródłowy podzielono na oddzielne moduły odpowiedzialne za poszczególne podmodele. Moduły te stanowią modele najważniejszych elementów rozważanej konstrukcji rakiety oraz otoczenia, tj. model napędu, model konstrukcji stopni, model separacji stopni, model pola grawitacyjnego Ziemi, model aerodynamiki rakiety oraz model atmosfery. Dzięki temu możliwe jest dodawanie nowych cech związanych z jej konstrukcją oraz środowiskiem, zwiększając przez to dokładność symulowanego lotu. Najważniejszym modułem odpowiedzialnym za symulacje jest moduł zawierający równania różniczkowe określające dynamikę ruchu statku w przestrzeni trójwymiarowej. Równania te wyprowadzone zostały w układzie sferycznym, którego początek związany jest ze środkiem Ziemi. Do całkowania tych równań użyto powszechnie stosowaną metodę typu RK4 (Runge-Kutta 4 rzędu). Użyty model statku kosmicznego w programie VRS zawiera 3 stopnie swobody (3DOF) odpowiedzialne za ruch translacyjny konstrukcji. Model z 3DOF pozwala z dobrym przybliżeniem określić trajektorię lotu rozważanego obiektu bez uwzględniania ruchu obrotowego konstrukcji wokół jego osi głównych w czasie symulacji, co także wiąże się z pominięciem metod sterowania. Program posiada możliwość importowania danych określających parametry atmosfery w lokalnym punkcie startu, importowanie charakterystyk ciągu (daje to możliwość symulacji pracy silnika rakietowego z dyszą typu "aerospike"), a także importowanie charakterystyk oporu aerodynamicznego. Do wyświetlania wyników z symulacji stworzono moduł post-processora, który może działać w trybie FRS (Fast Results Calculation) lub w trybie RTS (Real Time Simulation). Dzięki graficznemu interfejsowi, w którym osadzono kod programu, wygodne i przejrzyste stało badanie dynamiki lotu rakiet wielostopniowych. Program VRS został napisany w środowisku programowania DELPHI 7 z wykorzystaniem bibliotek graficznych typu GLScene.
Task of modeling and simulations is a essential and primary procedure in space and aircraft designing process, that has a iterative nature. Such advance structures like rocket launchers need very accurate and time-consuming calculations during design process in order to obtain optimal solutions. Because of this, the very accurate and fast tools to simulate flight mechanics, checking the capability and efficiency of the rocket is required. This work concerns all steps, procedures and models used to programming a 3 DoF(degrees of freedom) application to simulate flight of multistage rocket launcher from launch site to assigned orbit. This application permits to analysis of primary parameters and obtain trajectory at real flight time, that includes launch from start position, flight by dense atmosphere, stages separations and injection payload into orbit. Also it is possible to observe the payload flight on the obtain orbit that can be circular, elliptical, hyperbolical or parabolic. Contents of this work include: description model of no spherical planet gravity potential, with spherical harmonics, description of atmosphere, aerodynamic model, model of propulsion and staging systems. All of those models with derived equations of motion are solved by most efficient numerical integration method name's Runge- Kutta 4th order. In order to increase capabilities of this application, the graphical user interface has been designed. Modules of pre-processing and post-processing has been performed using a OpenGI library GLScene for Delphi 7. - Źródło:
-
Prace Instytutu Lotnictwa; 2009, 3 (198); 62-83
0509-6669
2300-5408 - Pojawia się w:
- Prace Instytutu Lotnictwa
- Dostawca treści:
- Biblioteka Nauki
Artykuł