Rocket-Launch-Simulation
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一个2D模拟从地球发射火箭进入轨道的物理仿真项目,旨在通过逼真的物理模型和智能的制导系统,让用户体验火箭发射和轨道力学的复杂性。
哈哈,太冷门的项目,想制造火箭🚀的同学,可以看看
Github地址
https://github.com/donutTheJedi/Rocket-Launch-Simulation
在线体验
https://www.donutthejedi.com
项目特点
物理与仿真
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真实的轨道力学:基于完整的二体问题,使用准确的vis-viva方程计算轨道速度。
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大气模型:采用1976年美国标准大气模型,包含7个大气层,考虑了从几何高度到地球势能高度的转换,以及温度依赖的动态粘度。
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可变推力:模拟火箭从海平面到真空环境下的推力和比冲变化。
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大气阻力:考虑地球自转影响,计算与速度相关的阻力。
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马赫数依赖的阻力系数:根据飞行速度(马赫数)变化,模拟从亚音速到高超音速的阻力系数变化。
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辛普利克特欧拉积分:采用能量守恒的数值积分方法,确保轨道的稳定性。
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自适应子步长:根据不同的飞行阶段调整时间步长,提高仿真精度。
游戏模式
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手动控制模式:用户可以完全控制火箭的俯仰角度,同时接收制导系统的建议。
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制导发射模式:用户设置目标轨道高度,由智能制导系统自动完成发射过程。
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轨道模式:直接在轨道上生成火箭,用于练习轨道机动操作。
制导系统
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闭环制导:根据飞行条件动态调整策略。
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最大Q值保护:在大气飞行中自动保护火箭结构,防止超过最大Q值。
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轨道塑形:智能管理远地点和近地点,实现精确轨道插入。
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多种策略:支持直接上升和传统圆形化轨道策略。
用户界面
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实时遥测:显示高度、速度、轨道参数、马赫数、阻力系数等信息。
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任务事件:记录重要任务里程碑。
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轨道可视化:实时预测和显示轨道。
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时间加速:支持最高1000倍速度加速。
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相机控制:可以选择跟随火箭或以地球为中心的视角。
技术细节
物理模型
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大气模型:基于1976年美国标准大气模型,包含7个大气层,考虑了地球势能高度和动态粘度。
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轨道力学:基于二体问题,使用vis-viva方程和开普勒方程计算轨道参数。
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火箭物理:模拟可变推力、比冲、质量流量率,以及与速度相关的阻力。
火箭配置
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一级火箭:干质量22200kg,推进剂395700kg,海平面推力7607kN,真空推力8227kN,海平面比冲282秒,真空比冲311秒。
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二级火箭:干质量4000kg,推进剂92670kg,真空推力981kN,比冲348秒。
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有效载荷:15000kg。
数值积分
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辛普利克特欧拉积分:能量守恒的积分器,适用于长期稳定的轨道。
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自适应子步长:在上升阶段使用50ms步长,在轨道上使用10ms步长,最大步长限制为1.0s。