LABORATUVARLAR / ZAMANA BAĞLI UÇUŞ MODELİ
Yanışı, ayrılmayı ve serbest uçuşu
aynı zaman çizgisinde gör.
Bir veya iki kademeli örnek bir aracın dikey hareketini; değişen kütle, itki, yerçekimi ve sürüklemeyle hesaplayın. Zamanı durdurun, geri sarın ve grafiklerle araç durumunu birlikte inceleyin.
Zamanı siz başlatırsınız. Ekrandan ayrılınca oynatma durur. Profilde roket ve atmosfer görünümü şematiktir; ölçek, hesaplanan en yüksek irtifaya göre düzenlenir.
Sonuçlar, sayısal modelin sınırları içinde değerlendirilir.
İrtifa km
Hesaplamadan sonra zaman grafiği görünür.
Dikey hız m/s
Hesaplamadan sonra zaman grafiği görünür.
Net dikey ivme m/s²
Hesaplamadan sonra zaman grafiği görünür.
Taşınan toplam kütle kg
Hesaplamadan sonra zaman grafiği görünür.
Dinamik basınç q kPa
Hesaplamadan sonra zaman grafiği görünür.
Seçilen anın ölçümleri
Grafiklerdeki dikey çizgi ve aşağıdaki değerler aynı model zamanını gösterir. Pozitif hız yukarı, negatif hız aşağı yönlüdür.
- Net ivme
- —
- Dinamik basınç
- —
- İtki
- —
- 1. kademe kalan itici madde
- —
- 2. kademe kalan itici madde
- —
- Hava yoğunluğu
- —
Yanış ve uçuş olaylarını aç
| Olay | Zaman (s) | İrtifa (km) | Dikey hız (m/s) | Kütle (kg) |
|---|---|---|---|---|
| Henüz hesaplama yapılmadı. | ||||
Zamana göre örnek ölçüm tablosunu aç
10 saniyelik örnekler ve olay anları gösterilir. İntegrasyon daha küçük zaman adımlarıyla yapılır; grafikler bu çözümün örneklerini gösterir. Özet tepe değerleri, yalnızca bu tablodan değil, kabul edilen tüm integrasyon noktaları ve olay anlarından taranır; sürekli eğrinin kesin analitik ekstremumu değildir.
| Zaman (s) | İrtifa (km) | Dikey hız (m/s) | İvme (m/s²) | Kütle (kg) | q (kPa) |
|---|---|---|---|---|---|
| Henüz hesaplama yapılmadı. | |||||
Aynı girdilerle birlikte inceleyin.
Bağlantı yalnızca son hesaplamanın sayısal araç girdilerini taşır. Açan kişi hesaplamayı kendi cihazında başlatır.
02 / DENKLEMLERİ VE SINIRLARI OKU
Zamanla değişen kütle, birlikte hesaplanan kuvvetler.
dh/dt = v
dv/dt = [F − ½ρCdA v|v|] / m − μ / (R + h)²
dmitici/dt = −F / (Isp · g₀)
ρ(h) = 1,225 · exp(−h / 8.500) kg/m³ · q = ½ρv²
Yukarı yön pozitiftir. Sürükleme terimi hareketin tersine etki eder; bu nedenle alçalışta yukarı yönlüdür. İtki ve etkin özgül itki her kademe için sabittir. İtici madde bittiğinde motor kapanır; iki kademeli modelde ilk kademe kuru yapısı anında bırakılır ve ikinci motor gecikmesiz başlar. İlk kademe yanışı bitene kadar yükselme başlamadıysa hesap rampada sonlanır; üst kademe ateşlenmez. Yük ve henüz kullanılmamış ikinci kademe ilk yanış boyunca taşınır.
Hareket dördüncü dereceden Runge–Kutta yöntemiyle, en fazla 0,05 saniye zaman adımıyla çözülür. Bir tam adım ile iki yarım adım karşılaştırılarak yerel sayısal hata denetlenir; özellikle yüksek itki ve sürüklemede adım gerektiği kadar küçültülür. Yakıt bitişi ve örnekleme sınırlarında da adım kısaltılır. Doğruluk denetiminden geçmeyen deneme durumları grafiklere veya sonuçlara alınmaz. Tepe noktası ve zemin kesişimi daha küçük aralıkta bulunur. Model en fazla 1.800 saniye veya 20.000 km irtifaya kadar ilerler. Süre/irtifa sınırında kesilirse ulaşılan değerler gösterilir; tepe noktası bulunmuş gibi sunulmaz.
Atmosfer, deniz seviyesinde 1,225 kg/m³ yoğunluk ve 8.500 m sabit ölçek yüksekliğiyle basitleştirilmiş üstel modeldir; ISA atmosferi değildir. Yüksek irtifalardaki gerçek sıcaklık, bileşim ve yoğunluk değişimlerini temsil etmez. Sabit Cd; Mach sayısı, ısınma, şekil değişimi, parçalanma veya yeniden giriş aerotermodinamiğini kapsamaz. Bu yüzden alçalış ve zemine yaklaşma, eğitim modelinin devamıdır; bir iniş sistemi gösterimi değildir.
Dünya küresel ve dönmesizdir; μ = 3,986004418 × 10¹⁴ m³/s², R = 6.371.000 m, g₀ = 9,80665 m/s². Rüzgâr, yatay hız, taşıma kuvveti, yönelim, uçuş kontrolü, basınçla değişen motor performansı, motor başlatma geçişleri, ayırma itkisi, paraşüt ve temas sonrası hareket modellenmez. İlk itki ağırlığı aşmıyorsa araç rampada tutulur; itici madde tüketimiyle bu denge değişebilir.
Sonuçları nasıl yorumlamalı?
- İrtifa, dikey doğrultudaki yerden yüksekliktir; yörüngeye erişimi göstermez.
- Tepe noktasında dikey hız sıfır olur. Bu, yörünge veya ağırlıksızlık başarısı değildir.
- q, yapısal dayanım sınırı değildir. Yükseliş ve alçalışta farklı tepe değerleri olabilir; grafik tüm hesaplanan uçuşu gösterir.
- Kademe ayrılmasında kütle kesikli değişir; hız ayrılma itkisi varsayılmadığı için süreklidir.