СОДЕРЖАНИЕ
Что это?
Для чего это нужно?
Примеры использования программы AEROLOG
Как установить прибор на панель
Расположение файлов ввода и вывода данных
Использование прибора AEROLOG
Использование Gnuplot для построения графиков
Последовательность работы с прибором
Чтение данных из AIR-файла симулятора
Что еще важно знать?
Степень завершенности проекта
Для многих моделей отечественных самолетов существует прекрасный прибор соответствующий реальному регистратору полетной информации МСРП-64, что позволяет проводить разбор и оценку полета. Существуют также программы визуализации данных для этого прибора. Для других моделей, в том числе дефолтных, аналогичных приборов нет. AEROLOG позволяет видеть на экране или записать в файл исходные переменные симулятора и некоторые производные аэродинамические величины, что позволяет выполнить анализ полета любой модели в симуляторе. Конечно, реального прибора аналогичного данному в самолетах не установлено.
Автор прибора преследовал цель визуализировать максимально возможное число внутренних переменных симулятора для анализа их динамики на различных этапах полета.
Работа с прибором подразумевает творческое отношение к процессу симуляции полета и полезно для пользователей использующих программу с познавательной и обучающей целью.
Прибор записывает данные в текстовый файл с разделителями трех типов: пробел, запятая, символ табуляции. По умолчанию используется разделитель – запятая. Такой файл имеет формат CSV (CSV означает Comma separated values – данные разделенные запятой) и может быть открыт автоматически в Microsoft ® Excel для числового анализа (такие файлы отображаются в папке со значком Excel, смотри ниже). Файл с разделителями табуляции может так же быть открыт Microsoft ® Excel. Для этого надо в диалоге Microsoft ® Excel «Открытие Документа» щелкнуть раскрывающийся список типа файла и выбрать «Все файлы» или «Текстовые файлы». Тогда диалог покажет файл AeroLog.txt, который можно открыть нажимая все время кнопку Далее на появляющиеся вопросы Microsoft ® Excel.
В FSX рекомендуется использовать прибор вместе с программой GoodLanding, которая выводит информацию о параметрах посадки любого самолета как дефолтного, так и сторонних разработчиков. По этим параметрам Вы можете оценить качество посадки.
Лучшей иллюстрацией возможностей прибора является демонстрация результатов его использования. Все представленные ниже примеры получены с использованием прибора AEROLOG, программы Microsoft ® Excel для анализа данных и программы Gnuplot для построения графиков.
Установка данного прибора ни чем не отличается от установки любого другого прибора. Сделать это можно либо с помощью специальной программы для редактирования панелей и приборов в симуляторе FS Panel Studio. Либо «вручную». Здесь приведен второй способ установки. Заметим, что установка любого прибора в панель самолета относительно утомительная для обычного пользователя симулятора Microsoft ® Flight Simulator. Однако освоив этот процесс один раз для одного прибора можно повторять его без труда с любым другим прибором.
Для получения параметров полета прибор выполняет запросы переменных как непосредственно от симулятора, так и опосредованно, через библиотеку FSUIPC. Если библиотека FSUIPC не доступна для использования, то часть переменных не может быть получена однако при этом работа с прибором вполне возможна.
Для того чтобы использовать вычисления основанные на данных AIR-файла необходимо знать расположение AIR-файла для самолета загруженного в данный момент в симулятор. Если библиотека FSUIPC доступна для использования, то путь к AIR-файлу считывается из нее. В противном случае в корневой папке симулятора должен находиться текстовый файл инициализации прибора с названием alinit. В нем должны быть записи следующего вида, указывающие путь к файлам Aircraft.cfg и AIR. Однако в этом случае для разных самолетов придется вручную менять эти параметры для правильного чтения данных из файлов.
|
[aircraft] aircraft_path = \Aircraft\lear45 airfile_name = \Lear45.air [datafile] separator = comma |
aircraft_path - это путь к папке самолета от корневой папки симулятора. Должен начинаться со знака "обратный слэш" (\); airfile_name - это имя AIR-файла самолета. Должен начинаться со знака "обратный слэш" (\); separator - это разделитель данных в выходной файле прибора. Строка "comma" - разделитель запятая; "tab" - разделитель табуляция; "space" - разделитель пробел.
Если же отсутствует и FSUIPC и файл alinit, то вычисления коэффициентов подъемной силы и сопротивление не производятся.
По умолчанию программа записывает параметры полета в файл AeroLog.csv, который располагается в корневой папке симулятора. Каждая новая запись удаляет предыдущую, файл перезаписывается. Поэтому для сохранения результатов записи необходимо найти указанный файл в корневой папке симулятора и скопировать его в другое расположение для последующего анализа данных.
Прежде всего, Вы можете наблюдать на дисплее прибора изменение основных переменных симулятора. Большинство из них может быть записано в файл. Список всех переменных записываемых данным прибором указан в файле variables.pdf. Обозначения переменных приведены ниже.
| Обозначение | Описание | Единицы |
| Alpha | Угол атаки фюзеляжа | Градусы |
| Beta | Угол скольжения | Градусы |
| Mach | Число Маха | Единицы |
| OAT | Температура наружного воздуха | Градусы Цельсия |
| TAS | Истинная скорость | Узлы |
| SLp | Атмосферное давление на уровне моря | Гектопаскали |
| W | Текущая полная массы самолета | Фунты |
| Alt | Барометрическая высота | Футы |
| Vbx, Vby, Vbz | Скорости в BODY системе координат (см. ниже) | Футы в секунду |
| Abx, Aby, Abz | Ускорения в BODY системе координат (см. ниже) | Футы в секунду |
| CL | Полный коэффициент подъемной силы | |
| CD | Полный коэффициент сопротивления | |
| K | Аэродинамическое качество. (Отношение CL/CD) | |
| q | Динамическое давление. (Скоростной напор) | Фунты на кв.фут |
| L | Полная величина подъемной силы | Фунты |
| D | Полная величина силы сопротивления | Фунты |
| Q, P, R | Угловая скорость тангажа, крена, рысканья | Градусы в секунду |
| Qdot, Pdot, Rdot | Угловое ускорение тангажа, крена, рысканья | Градусы в секунду в квадрате |
| VN, VE, VD | Скорость в сиcтеме координат NED (North, East, Down) в северном, в восточном направлении, в направлении вниз | Футы в секунду |
| WindX, WindY, WindZ | Скорость ветра BODY системе координат (см. ниже) | Метры в секунду |
| Wspd, Wdir | Скорость и направление ветра (как показывает Ctrl+Z) | Скорость ветра в узлах |
| Vis | Видимость | Статусные мили |
| theta, delta, sigma | Отношение температуры (давления, плотности) наружного воздуха на данной высоте к такой которая должна быть в стандартной атмосфере |
|
|
Ниже показаны "органы управления" прибором и функции вычисления расстояний.
Gnuplot - это кроссплатформенная программа для рисования 2D и 3D графиков и диаграмм. Изначально эта программа, предназначена для профессионального оформления математических, инженерных, экономических и других публикаций научно-технического профиля. Программа разрабатывается с 1986 года. Поддерживает очень большое число выходных форматов файлов методов представления данных. Исходный интерфейс программы – ввод команд в командной строке. Однако естественно современные версии для Windows поддерживают стандартный оконный интерес, справочную систему, автоматический ввод и выполнение команд. Программа свободно распространяемая. Дистрибутив имеет очень малый размер и по скорости процесса построения диаграмм и потенциальным возможностям превосходит Excel. Главным достоинством подобных программ является тот факт, что освоив один раз метод работы с ними процесс создания диаграмм становиться очень быстрым и эффективным.
Предположим Вы записали данные в файл Lear45-Polar.txt. Данным представляют собой столбцы разделенные неким символом – например табуляция. Этот файл выглядит, как показано на рисунке ниже.
Открываем программу Gnuplot. Прежде всего, надо указать рабочую папку – выбрать ту папку, в которой располагается файл данных. Пусть такой папкой у нас является C:\DragPolar. Для того чтобы нарисовать поляру надо по оси X ввести величины CD, а по оси Y величины CL. Для этого следует ввести следующую команду plot "Lear45-Polar.txt" using 'CD' : 'CL' (что означает рисовать из файла используя по оси X данные столбца CD, по оси Y данные столбца CL) и нажать [Enter]. График будет построен. В качестве параметров using Вы вводите просто названия (заголовки), столбцов данных. Вам необходимо знать заголовки столбцов данных в выходном файле прибора. Все они указаны в документе variables.pdf
Уверен, что существуют русскоязычные сайты посвященные программе Gnuplot и методикам работы с ней. Для начала запомните простые команды для указания названия осей графика:
set title "... Название графика ..."
set ylabel "... Название оси Y ..."
set xlabel "... Название оси X ..."
команды для выбора столбцов данных и характера линий графика:
using номер столбца данных по оси X : номер столбца данных по оси Y
with linespoints - рисовать график отображая точки данных и соединять эти точки отрезками линий
Вот как это выглядит на практике:
|
|
Приведем последовательно алгоритм работы с прибором AEROLOG:
В данном приборе вычисляются коэффициенты подъемной силы и сопротивления на основании данных полученных из AIR-файла. Соответственно автором предложены оригинальные функции доступа к AIR-файлу и методы чтения его содержимого. Известно все, что связано с динамикой внутренних переменных симулятора, структурой записей AIR-файла и получения информации из него покрыто тайной. Автор рассчитывает на то, что боле способные и знающие разработчики сочтут предложенные функции полезными и улучшат данный прибор или используют эти функции в своих разработках. Существует несколько статей с описанием всего, что известно о динамике симулятора и структура AIR-файла. Существуют так же качественные программы для редактирования AIR-файла. Эта информация использовалась для контроля правильности полученных результатов. Автор будет признателен за любого рода отзывы и критику в этой связи.
Программа AEROLOG распространяется по лицензии GNU GPL, т.е. бесплатно, свободно, вместе с исходным кодом. Вы можете распространять и изменять программу по своему усмотрению. Автор не является ни профессиональным авиационным инженером, ни профессиональным программистом. Используя программу, Вы получаете ее «как есть» со всеми достоинствами и недостатками. Имея исходный код программы, вы можете сами вносить него необходимые изменения и распространять результаты.
Для компиляции программы из исходных кодов могут быть использованы Microsoft ® Visual C++ 2005 или Microsoft ® Visual C++ 2005 Express Edition или более поздние версии.
|
Программа полностью работоспособна и проверена на предмет наличия скрытых ошибок в том объеме, в котором автор желал ее создать и протестировать. Автор будет признателен за любого рода отзывы и критические замечания, касающиеся всех вопросов связанных с работой программы и обсуждением результатов ее работы. Нежелательным и возможно потенциально ошибочным является использование программы без библиотеки FSUIPC. Крайне неудобным является запись результатов в строго заданный файл с перезаписью предыдущих данных. Неудобным и скудным является интерфейс. Желательно стилизировать его под прибор реального самолета. Неизвестно поведение программы при очень длительном периоде записи. Отсутствует специализированная программа построения графиков и численного анализа данных. Автор с удовольствием увидит данную программу, улучшенную более талантливым разработчиком и оцененную внимательным пользователем. |