HasanOfke
Microsoft Flight Simulator – Aerodinamik Simülasyonu 3. Bölüm [Türkçe Çeviri]
Yeni uçuş simülatörü Microsoft Flight Simulator‘ın fizikleriyle ilgili dikkatle okunması gereken bir yazı! Aerodinamik simülasyonu için neler yapıldı? Bizlere Asobo stüdyosunun CEO’su Sebastian Wloch anlatıyor. Türkçe çeviri olarak okuyabilir ve videosunu izleyebilirsiniz. Aerodinamik simülasyonu için yapılan çalışmalar sayesinde uçaklar gerçek dünyada olduğu gibi davranabiliyor. Tüm hava akışından etkilenebiliyorlar.
Merhaba ben Asobo stüdyosunun CEO’su Sebastian Wloch. Bugün sizlerle aerodinamik hakkında konuşacağız. Microsoft Flight Simulator üzerinde çalışmaya başladığımızda, öncelikle Flight Simulator, Flight Simulator X üzerinde yazılmış olan tüm kodları inceledik. Tüm kod tabanı üzerinde uzun yıllar çalışıldı ve aerodinamiğin simülasyonunun kod tabanı oldukça büyüktü. Videoda uçuş simülatörü aerodinamiği ve fiziğinde yaptığımız beş iyileştirmeyi ele alacağım. İlk olarak çekirdek simülasyon motorunda iyileştirmeler yaptık. İkinci olarak, uçağın farklı sistemlerinin gerçek simülasyonlarında iyileştirmeler yaptık. Daha sonra çalıştığımız en büyük alan, dinamik simülasyonumuzu simülatörde sıfırdan yeniden çalıştığımız aerodinamikti. Aerodinamik simülasyonun şimdi nasıl çalıştığının ayrıntılarına gireceğim. Yeniden çalıştığımız büyük alanlardan biri de hava sistemiydi. Uçağın en büyük etkileşimi hava ile. Uçağı uçuran da hava. Bu yüzden, dünyada havanın nasıl simüle edildiğini yeniden ele aldık ve gezegendeki hava akışının tam bir simülasyonunu yarattık ve hava akışının dünyayla ve aynı zamanda hava ile nasıl etkileşime girdiğini açıklayacağım.
Simülasyonun çekirdeğine giden ilk büyük iyileştirmemiz, çevre ile daha iyi bir çarpışma modeli olmasıdır. Böylece sistem artık eğimli yüzeyleri destekliyor, yani uçaklar eğimli pistlere inebiliyor, ve buna dünyadaki herhangi bir eğim de dahil olmak üzere uçak artık eğim alanına inebiliyor. Örneğin, bir motor arızasını simüle etmek istiyorsanız, dağ yamaçlarındaki alanlar gibi eğimli yüzeyler de dahil olmak üzere herhangi bir yüzeye kros iniş yapabilirsiniz, bu her yerde çalışıyor. Eğimli yüzeylerin aktif edilmesi için ne yaptık? Uçağın sürtünme modelini yeniden yazmak zorunda kaldık. Böylece lastikler artık dinamik sürtünme, statik sürtünme ile doğru bir şekilde simüle edilmekte. Tüm sürtünme parametreleri geliştirildi ve böylece kauçuk artık asfalt, çimento, çim, toprak gibi tüm farklı yüzeylerde ve olması gerektiği gibi eğimlerde kullanılabilmekte ve lastikler patinaj yapmaya başladığında, gerçekçi olarak simüle edilmiş dinamik ve statik sürtünmede olduğu gibi patlarlar. Bu nedenle, yerdeki çarpmaların gerçekçi bir şekilde simüle edildiğini ve frenlerin simüle edilme şeklini de geliştirdik. Bu, düzlemlerin yamaçlarda bile tam durmalarına izin veriyor ve o zaman dinamik sürtünmeden statik sürtünmeye geçiş yapıyor ve düzlemler tam olarak yamaçlarda olması gerektiği gibi tamamen duruyor. Böylece eğimli bir piste iniş yaptığınızda artık ilerleyebilir ve eğimde durabilir, dönebilir ve tekrar kalkabilirsiniz.
Ayrıca simülasyonun entegrasyon sistemini de yeniden yazdık. Aslında entegratör, simülasyonun ilerlemesini sağlayan şeydir. Sistemin tüm durumlarını hesaplar. Şimdi değiştirdiğimiz bir şey, simülasyonun çok daha yüksek bir frame hızında çalışması. Kare/Frame hızı uyarlanabilir tasarlanıyor. Böylece gerçek TV’nizin veya monitörünüzün kara/frame hızına uyum sağlayabiliyor. Bu demek oluyor ki simülasyon çok daha pürüzsüz ve sorunsuz. Ekranınızın kare/frame hızı ne olursa olsun, daha düşük frame hızlarınız olsa bile, frameler tam olarak ekrana uyuyor. Ayrıca, simülasyon her zaman daha yüksek bir kare/frame hızında çalışıyor. Dolayısıyla kare/frame hızınız düşse bile simülasyon yüksek kare/frame hızında kalıyor ve gerçekçilikten hiçbir şey kaybetmiyorsunuz, düzlemler frame hızı ne olursa olsun her zaman olması gerektiğini gibi tepki veriyor. Entegratörde yaptığımız bir diğer büyük değişiklik, entegrasyonun şu anki çalışma şeklidir. Çok daha gerçekçi ve uçuş simülatörünün önceki versiyonlarında bulunan bir yapı tasarladık, yani uçaklar raydaymış gibi hissediyordu çünkü eski entegratör değişime direnmeye karşıydı ve uçakları her zaman düz bir çizgide daha az hareket etmeye zorluyordu. Yani entegrasyon artık çok gerçekçi. Bu sistem, uçağın dünyada olması gerektiği gibi tam olarak hareket etmesini sağlıyor, dönüşler artık çok daha gerçekçi ve uçaklar artık rayda uçuyormuş gibi hissettirmiyor. Bu yüzden bunu değiştiriyoruz ve uçakların rayda uçuyormuş etkisini kaldırıyoruz. Eylemsizlik matrislerini de elden geçirdik. Artık daha gerçekçiler, yani bu uçakların kütle dağılımı ayarıyla yalpaladıkları zaman, yükselip alçaldıklarında ve dönüş yaptıklarında daha gerçekçi hissettikleri anlamına geliyor.
Simülasyondaki aerodinamik dışındaki sistemlerde de iyileştirmeler yaptık. Yük faktörü simülasyonunu geliştirdik, bu da topun dönüş koordinatörünün simüle edilme şeklini geliştirdi. Şimdi çok daha gerçekçi, yani asimetrik uçtuğunuzda, yani uçağınız biraz kayarsa, tam olarak gerektiği gibi yana doğru hareket ediyor ve siz de bunu kontrol edebiliyorsunuz. Dümen ile uçuşunuzda aletleri daha kolay kullanarak simetrik hale getirebiliyorsunuz çünkü eskisinden çok daha gerçekçi tepkiler veriyor. Ve şimdi gerçekçi yükseklik seviyesi olan ve uçağın gerçek uçuş kılavuzuna uyan özel yakıt tüketimimiz var. Kanatların daha fazla kontrole sahip olmasını sağlayan yöntemlerini geliştiriyoruz. Daha sonra, dış tanklar gibi dişlilerin ve dış parçaların, uçakta uyguladıkları anları doğrudan kodlamak yerine simüle edilme şeklini yeniden ele aldık. Aslında bunlar hava akışında, uçağın dışındaki gövdeye bağlı olan fiziksel unsurlardır ve şimdi uçak gibi aerodinamik olarak gerçekçi bir şekilde simüle ediliyorlar ve kendi kuvvetlerini ve dengelerini tam olarak nasıl yapmaları gerektiği konusunda uygulamalar yapılıyor.
Ayrıca buzlanma sistemini de geliştiriyoruz, böylece buzlanma, hava aracının çevresindeki havanın gerçek nemine bağlı olarak gerçekçi bir şekilde simüle ediliyor ve hava sistemi artık bulutlardan uçarsanız hacimsel olarak doğru olduğundan ve hacimsel olarak simüle ediliyor. Bu şekilde kuru havada uçmaktan farklı bir buzlanma elde edeceksiniz ve bu da şimdi üç boyutlu ve volumetrik olarak simüle edildi, ayrıca yaptığımız Flight Simulator X’in eski simülasyon kodu hala mevcut, böylece eski simülasyona geçebilirsiniz. Yeni simülasyonı beğenmediyseniz, kimseyi yeni simülasyona geçmeye de zorlamak istemiyoruz. Bu yüzden tüm uçaklar, bu uçakları uçurmak için saatlerce süren profesyonel pilotlarla veya üreticilerin test pilotlarıyla incelenmiştir. Uçakların üzerinden tekrar geçtik ve bunları sunduğumuzda zaten pilot uygulama rehberleriyle denk düşüyordu, ancak aslında tam olarak olması gerektiği gibi kontrol edildiğinden emin olmak için bunu yaptık.
Mevcut olmayan birçok parametrenin varlığından bahsetmiştik. Mesela dümeni sola kıvırdığınızda uçağın ne hızda sola döneceği havadaki hızınıza göre belli oluyor. Bu bilgi ise her zaman mevcut değil. ancak profesyonel pilotlar uçağın hangi hızda ne kadar çevik olduğunu biliyorlar ve bu yüzden biz de bu ayarlamaları onlarla yaptık. Örneğin, bir uçakta dururken, giderken veya asılı kalırken nasıl davranacağını belirlemek tüm uçağı gözden geçirdik. Temel olarak, sadece pilot uygulama performans parametrelerine uymakla kalmazlar, aynı zamanda gerçek hayatta uçtuğunuzdaki gerçek uçak gibi hissettiriyor. Bu yüzden sistemde yaptığımız büyük değişiklik, aerodinamik uyarımın şu anda simüle ettiğimiz şekilde yeniden işlendiği çok daha gelişmiş bir halidir. Bu yüzden uçağı ve gövde üzerinde eşlenen binlerce yüzeyi alt bölümlere ayırıyoruz. Yani, örneğin, gövdenin üzerindeki kanatların üzerinde, kuyruk üzerindeki tekerleklerin üzerinde bu katmanlar var. Uçağın geometrisi üzerinde tam olarak olması gereken yere yerleştirilen binlerce küçük yüzey var. Her yüzey havaya bakar. Yani kendi rüzgar yönleri var. Kendi hava basıncına ve kendi neminine de sahip olacak. Örneğin, sağ kanadın açık havada sol kanadın ise bir bulutun içinden geçtiği bir durumda sağ kanatta farklı rüzgar türbülansı ve nemin olabileceği anlamına gelir ve bu yüzeylerin her birinin gerçekçi bir hava akışı simülasyonu tasarlanıyor. Her yüzey kendi rüzgar yönüne ve hava basıncına sahip olacak ve hesaplamak için üç boyutlu bir hesaplama yapacak.
Yüzey üzerinde uçan hava akımından kaynaklanacak kuvvet ve denge nasıl olacak? Simülasyon, hava akış hızını ve ayrılma ve yönlendirmeyi içeriyor. Hava akışının gerçekte yüzey tarafından çok fazla büküldüğü ve hava akışının artık hava yüzeyine bağlı kalamadığı durumlarda asılı kalma formatını gerçekçi bir şekilde simüle ediyor. Yani bu artık yüzeye göre simüle ediliyor, bu da özellikle hava ve dünyadaki her yüzeyin tam gerçekçi simülasyonu nedeniyle sol kanadı asılı bırakabileceğiniz anlamına geliyor. Ancak her yüzey hava akışını da etkileyecektir. Hava akışı etkilenecek ve arkasındaki yüzeyler farklı bir hava akışı alacak çünkü hava akışı öndeki yüzeylerden etkileniyor. Bu durum örneğin daha fazla akrobasi sağlıyor ve hava akışı pervaneden geldiğinde ve kuyruğa çarptığında düz bir dönüşe veya bazı çeşitli hareketleri yapabiliyorsunuz. Örneğin, ters viril dönüş yapabildiğinizde, pervanenin kuyruğa çarpabiliyor ve bu daha gerçekçi bir şekilde simüle ediliyor.
Simülasyonda yaptığımız büyük gelişmelerden biri de hava kütlesinin simülasyonudur. Şimdi hava kütlesini küresel çapta ve tüm gezegeni dâhil ederek simüle ediyoruz ve gerçekçi olarak dünyanın her bölgesinde kendi hava simülasyonu var. Havanın gezegenin her yerinde nereye yöneldiğini biliyoruz ve bu daha sonra uçağın yüzeylerinin aerodinamik sistemine aktarılıyor. Yani bu, örneğin, dünyada görebileceğiniz hacimsel bulutlara sahip olacağımız anlamına geliyor. Mesela genellikle çok fazla hava akımı olduğu için var olan bir bulut olan TCU bulutlarındaki hava akışıyla dengeleme sağlanıyor. Bu bulutlar çok yoğunlaştığında kenar ve ortadan yukarı çekişe sebep olmakta ve uçağın düşüşüne yol açmakta. Bu yüzden bu bulutlar çok tehlikeli ve küçük uçaklarda TCU bulutlarına yaklaşmamanız gerekiyor. Büyük uçaklarda ise sarsıntılı türbülansa yol açıyor. Şimdi simülasyonda gördüğünüz gibi hava akışı dünya üzerinde yayılıyor ve bulutlar da buna uyumlu şekilde görünüyor. Uçak havada yukarı ve aşağı inerek bulutların arasından uçuyor. Bu uçuşta hava akışını gösteren bir video izliyorsunuz. Hava akışını görselleştirmek adına dünyadaki binlerce partikülü tasarlıyoruz ve partiküllerinde yörüngesini göstererek gerçek uçaktakiyle tamamen aynı hesaplamalar yapılıyor. Her partikül parçası dünya atmosferindekine birebir benzer olacak şekilde uçağın yüzeyine etki ediyor ve böylece bulutlar gördüğünüz gibi hava yukarı ve aşağı ilerliyor. Bu durumda yaşanan türbülans ve hava akışındaki partiküllerin renk değişiklileri de görülüyor. Partiküller bazen rasgele hareket ediyor. Bu gerçek rüzgar kırılması ve türbülansı andırıyor. Bulutun orta kısmındaki hava yukarı hareket edebiliyor, bir kısmı aşağıya inebiliyor ve kenarlarda da rüzgar kırılması meydana geliyor. Bunların hepsi doğal şartlara göre simüle ediliyor ve bu yüzden de dünyadaki hava koşullarına uyan tüm yukarı ve aşağı hareketlere sahip olabiliyor. Dolayısıyla bu simülasyon, binalara, tepelere, ormanlara, dağlara, vadilere bağlı olabilecek dünya şekline göre de tasarlanıyor. Dünyadaki tüm bu farklı şekiller dünyadaki hava akışını etkiliyor. Örneğin, hava bir stadyumun veya bir tepenin üzerinde yukarı doğru hava akışı yaratıyor. Rüzgâr yukarı çıkarken ve diğer tarafta genellikle aşağı iniyor ama bu sarsıntılı bir şekilde aşağı inme durumu oluşturuyor. Ama çok fazla sarsıntılı türbülans yaratıyor. Yani uçak küçük bir uçaksa yavaş uçuyorsa bu havanın uçakla uçtuğunu hayal edebilirsiniz. Tüm bu sarsıntı anlarını hissedeceksiniz. Yukarı-aşağı yönlü sarsıntıları duyacak ve tüm bu çarpmaları hissedeceksiniz. Videoda, örneğin dağların üzerinden esen rüzgâr olduğunu görüyorsunuz. Ve doğal olarak, akımların bir araya geldiği vadilerde diğer tarafta türbülans oluşuyor. Bunlar çarpışıyorlar ve vadinin ortasında görebileceğiniz gibi bu türbülansı yaratıyorlar, yukarı-aşağı yönlerini görebiliyorsunuz ve rüzgarın eğiminin gerçekten çok dik olduğunu da görebilirsiniz. Bu aynı zamanda yamaç boyunca gidiyor.
Fizikteki aerodinamikteki gelişmeler bu şekilde. Çekirdek simülasyonu veya bu simüle edilmiş sistemlerin çoğunu geliştirdik. Yüzey tabanlı sistemle aerodinamik simülasyonu ve dünyadaki hava akışının simülasyonunu elden geçirdik. Tüm bu değişiklikler, uçan uçaklarının çok daha gerçekçi bir simülasyonunu oluşturmak ve mevcut performans verilerine gerçekçi bir şekilde benzetmek için bir arada tasarlanıyor. Tam olarak gerçek dünya performansıyla uçuyorlar, ama aynı zamanda gerçek uçaklar gibi hissettiriyorlar. Dümendeki her hareketinize göre uçak gerçekteki gibi hareket ediyor. Dünya üzerinde ve havanın içinde uçuyorlar, tamamen gerçek bir uçak havasında. Bulutlardan ve dağlardan etkileniyorlar. Yeryüzündeki binaların şekillerinden bile etkileniyorlar. Umarım neyi değiştirdiğimizle ilgili simülasyon hakkında verdiğim detayları beğenmişsinizdir. Zaman ayırdığınız için teşekkür ederim. Lütfen Alpha’ya abone olun ve Yakında görüşmek üzere.
Microsoft Flight Simulator – Hava Durumu Simülasyonu Özelliği – Weather 2. Bölüm [Türkçe Çeviri]
Microsoft Flight Simulator 2020 – Simülasyon Dünyası ve İlk Bilgiler Videosu [Türkçe Çeviri]
Diğer bölümlerin çevirileri de yayınlanacak. Takipte kalın 🙂
Microsoft Flight Simulator 2020 forumu için buraya tıklayın.
SimülasyonTÜRK
