Entwicklung eines Flugsimulators basierend auf einem ...

Inhaltsverzeichnis
1 Einleitung 4
1.1 Themenwahl . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
1.2 Abstract . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
1.2.1 Zielformulierung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
1.2.2 Methodik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
1.2.3 Ergebnisse und Reflexion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
1.3 Screenshots des Spieles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
1.4 Screenshots im 3D-Modeller . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
2 Physikalische Grundlagen 11
2.1 Aerodynamik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
2.1.1 Gravitation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
2.1.2 Vortrieb . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
2.1.3 Auftrieb . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
2.1.4 Luftwiderstand . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
2.2 Trägheitsmoment . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
2.3 Starrer Körper . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
2.3.1 Position . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
2.3.2 Orientierung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
2.3.3 Bestandteile eines Flugzeugs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
3 Mathematische Umsetzung 19
3.1 Variablendeklaration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
3.2 Koordinatensysteme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
3.3 Bewegungsgleichungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
3.3.1 Translation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
3.3.2 Rotation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
3.3.3 Robustere Methoden . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
3.4 Trägheitstensor und Trägheitsmoment . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
3.4.1 Berechnung des Trägheitsmomentes . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
3.4.2 Berechnung des Trägheitstensors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
3.4.3 Volumina und Massepunkte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
3.5 Berechnung der Kräfte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
3.5.1 Auftrieb und Widerstand . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
3.5.2 Diagramme Auftriebs- und Widerstandskoeffizienten . . . . . . . . 27
3.5.3 Berechnung der Koeffizienten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
Entwicklung eines Flugsimulators basierend auf einem physikalischen Modell 2