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ss2021:project5:flugzeugsimulation
Unterschiede
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ss2021:project5:flugzeugsimulation [2021/10/11 15:18] emilyeberhardt |
ss2021:project5:flugzeugsimulation [2022/01/06 11:06] (aktuell) emilyeberhardt |
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| === Projektplanung und Protokolle === | === Projektplanung und Protokolle === | ||
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| - | Zur Übersicht der [[ss2021:project5:Flugzeugsimulation:Protokolle]]. | + | Zur Übersicht der [[ss2021:project5:Flugzeugsimulation:Protokoll|Protokolle]]. |
| =====Schritte zum Ziel===== | =====Schritte zum Ziel===== | ||
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| {{:ss2021:project5:220px-kraeftegleichgewicht-flugzeug.png?200|}}<sub>Abb.2</sub>\\ | {{:ss2021:project5:220px-kraeftegleichgewicht-flugzeug.png?200|}}<sub>Abb.2</sub>\\ | ||
| - | Unsere Aufgabe bestand nun darin diese Kräfte durch [[ss2021:project5:Flugzeugsimulation:Formeln]] in Code auszudrücken und Konstanten Variabel zu gestallten. Dafür haben wir die Formeln unterteilt und in zwei Klassen als Funktionen aufgenommen. | + | Unsere Aufgabe bestand nun darin diese Kräfte durch [[ss2021:project5:Flugzeugsimulation:Formeln]] in Code auszudrücken und Konstanten Variabel zu gestallten. Die Kräfte wirken dann auf das ausgewählte Flugzeug, die A300-333, dessen Daten wir aus unserem [[ss2021:project5:Flugzeugsimulation:Steckbrief Flugzeug(A330-300)|Datenblatt]] entnehmen. Dafür haben wir die Formeln unterteilt und in zwei Klassen als Funktionen aufgenommen. |
| ===Klasse Welt=== | ===Klasse Welt=== | ||
| - | Die Klasse Welt beinhaltet eine Liste relevanter Konstanten und Formeln zur Berechnung der Kräfte. Für die Gravitation: | + | Die Klasse Welt beinhaltet eine Liste relevanter Konstanten und Formeln zur Berechnung der Kräfte. Konstanten, um die Gravitation zu berechnen, sind: |
| * Erdradius | * Erdradius | ||
| * Erdmasse | * Erdmasse | ||
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| * Erdanziehung (als Funktion) | * Erdanziehung (als Funktion) | ||
| - | Für den Widerstand: | + | Für den (Luft-)Widerstand: |
| * spezifische Gaskonstante (trockene Luft) | * spezifische Gaskonstante (trockene Luft) | ||
| * mittlere Molare Masse (Luft) | * mittlere Molare Masse (Luft) | ||
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| * Temperatur (als Funktion) | * Temperatur (als Funktion) | ||
| - | Um den Code zu vereinfachen, haben wir einige Grundannahmen getroffen: Für unsere Erde spielt nur die Höhenkoordinate eine Rolle, d.h. die Gegebenheiten Temperatur, Luftdruck etc. sind auf der gesamten Welt gleich. Es existiert auch kein Wetter, also keine Luftverwirbelung, Stürme oder Ströme, die den Flug beeinflussen. | + | Um den Code zu vereinfachen, haben wir einige Grundannahmen getroffen: Für unsere Erde spielt nur die Höhenkoordinate eine Rolle, d.h. die Gegebenheiten Temperatur, Luftdruck etc. sind auf der gesamten Welt gleich. Es existieren also keine Klimazonen und auch Wetter, also keine Luftverwirbelung, Stürme oder Ströme, die den Flug beeinflussen, werden nicht berücksichtig. |
| Hier geht's zur [[ss2021:project5:Klasse Welt|Klasse Welt]]. | Hier geht's zur [[ss2021:project5:Klasse Welt|Klasse Welt]]. | ||
| ===Klasse Flugzeug=== | ===Klasse Flugzeug=== | ||
| - | Hier kommt unser [[http://www.airplanepics.ch/Flugzeugtypen/A%20330-200.html|Datenblatt A300-333]] zum Einsatz. | + | Hier kommt unser [[ss2021:project5:Flugzeugsimulation:Steckbrief Flugzeug(A330-300)|Datenblatt]] zum Einsatz. |
| - | ...\\ | + | Um herauszufinden, wie das Flugzeug in unserer Welt verhält, haben wir ihm Eigenschaften aus dem Datenblatt zugeschrieben, u.a. eine Masse und eine maximale Geschwindigkeit. Wichtig für unser Flugzeug ist auch das Verhalten bei unterschiedlichen Anstellwinkeln. Wir sind für den Luftwiderstand von einem Strömungswiderstandskoeffizienten von 0.1 für stromlinienförmige Körper ausgegangen. \\ |
| Hier geht's zur [[ss2021:project5:Klasse Flugzeug|Klasse Flugzeug]]. | Hier geht's zur [[ss2021:project5:Klasse Flugzeug|Klasse Flugzeug]]. | ||
| ===Verlauf der Umsetzung=== | ===Verlauf der Umsetzung=== | ||
| - | An den grundlegendsten Gesetzen der Physik zu drehen, passiert nicht ganz so einfach, wie wir uns das vorgestellt haben. //mehr Text!...//\\ | + | An den grundlegendsten Gesetzen der Physik zu drehen, passiert nicht ganz so einfach, wie wir uns das vorgestellt haben. Es hat lange Zeit gedauert, uns zu einigen, welche Variablen wir festsetzen wollen. Wenn das Flugzeug bei konstanter Geschwindigkeit fliegt, wird es weniger steigen bei höheren Gravitationskräften. Reagiert der "Pilot", a.k.a. das Programm, auf eine höhere Gravitation und will seine Höhe konstant halten, wird sich die Geschwindigkeit und somit der Treibstoffausstoß ändern. Da die Treibstoffreserven begrenzt sind, wird es irgendwann abstürzen. Bei konstanter Höhe fliegt das Flugzeug jedoch nicht bei höchster Effizienz, wenn der Luftwiderstand groß ist. Oder es fliegt schon in einem Raum ohne Atmosphäre, also sollte man nicht doch den Druck konstant halten? Dafür haben wir jedoch keine Daten... \\ |
| + | Diese Diskussion hat uns leider sehr viel Mühe und Zeit gekostet, sodass wir uns aufgeteilt haben. Eine Gruppe kümmert sich um die Berechnung der Flugdaten, eine andere um die Visualisierung. | ||
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| + | ==Flugdaten== | ||
| + | Am Ende wollten wir die Daten in Arrays arrangieren und zur Berechnung nutzen, die auf der Höhe des Flugzeugs basiert. (Hier könnte man den Code hinschreiben, in dem die Flugkoordinaten berechnet werden.) \\ | ||
| Hier geht es zu unserer genauen Zeitplanung: | Hier geht es zu unserer genauen Zeitplanung: | ||
| [[ss2021:project5:Flugzeugsimulation:Unser Zeitplan und unsere Zwischenziele]] | [[ss2021:project5:Flugzeugsimulation:Unser Zeitplan und unsere Zwischenziele]] | ||
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| + | ==Visualisierung== | ||
| + | Es gibt einige Visualisierungsprogramme in Python. Der erste Reflex war es, die Daten mit Turtle und Koordinaten darzustellen, was sich schnell als eine schlechte Idee herausstellte (für einen kurzen Lacher, seht euch diesen Code an: ).\\ | ||
| + | Nach kurzer Recherche zeigte sich, dass Cartopy eine gute Wahl sein würde. Man kann verschiedene 2d-Kartenprojektionen auswählen und auf der Karte Punkte plotten (ähnlich zu Matlab). So könnten die Flugdaten einfach in das Darstellungsprogramm eingefügt werden, da es sich um arrays handelt (s. Flugdaten). Die Höhe des Flugzeugs sollte durch verschiedenfarbige Punkte dargestellt werden und im Falle eines Absturzes die Linie mit einem Kreuz verschwinden (dieser Teil des Plots macht leider noch Probleme). \\ | ||
| + | Hier geht`s zum Code: [[ss2021:project5:Flugzeugsimulation:Visualisierung]] | ||
| ===Fazit und Ausblick=== | ===Fazit und Ausblick=== | ||
| - | Not yet... | + | Wir leben in einem empfindlichen Konstrukt aus Kräften und Konstanten, deren Einfluss wir im Alltag so gewöhnt sind, dass wir es nicht mehr merken. Sich in eine Welt zu setzten, wo sich auch nur eine Konstante ändert, ist ziemlich schwierig und unser Ansatz, alles variabel zu machen, hat sich als eine große Aufgabe herausgestellt. Man sollte sich lieber langsam an das Problem herantasten und ein Flugzeug erst einmal über unsere Erde schicken, bevor es auf andere Planeten gesetzt wird. |
ss2021/project5/flugzeugsimulation.1633958324.txt.gz · Zuletzt geändert: 2021/10/11 15:18 von emilyeberhardt
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