FlightGear

JSBSim es un motor de dinámica de vuelo basado en datos con un núcleo C++ construido para las necesidades del proyecto FlightGear desde 1996 para reemplazar LaRCSim de la NASA , e integrado en FlightGear como predeterminado desde 1999. ^{[ 25 ]} Las características de vuelo se conservan a pesar de la baja velocidad de fotogramas, ya que la física de JSBSim está desacoplada del renderizado y funciona a 120  Hz por defecto. ^{[ 26 ]} Esto también admite una alta aceleración del tiempo ya que el renderizado no tiene que hacerse más rápido haciendo que la GPU sea un cuello de botella.

El balance de masas, las reacciones del suelo, la propulsión, la aerodinámica, las fuerzas de flotación, las fuerzas externas, las fuerzas atmosféricas y las fuerzas gravitatorias pueden ser utilizadas por JSBSim , el motor de dinámica de vuelo predeterminado actual compatible con FlightGear , para determinar las características de vuelo. ^{[ 27 ]} JSBSim admite atmósferas no terrestres y ha sido utilizado por la NASA para modelar vuelos no tripulados en la atmósfera marciana. ^{[ 28 ] [ 29 ] [ 25 ]}

El enfoque de YASim para la dinámica de vuelo utiliza la geometría de la aeronave presente en el modelo 3D al inicio, conceptualmente similar a la teoría de elementos de pala utilizada por algunos programas, para calcular una aproximación burda de la dinámica de fluidos, con los problemas conceptuales de que cada "elemento" se considera de forma aislada, por lo que no afecta al flujo de fluidos hacia otros elementos, y la aproximación falla para aeronaves en regímenes transónicos a hipersónicos . ^{[ 34 ]} Por el contrario, los enfoques fuera de línea como JSBSim pueden incorporar datos de túnel de viento . También pueden incorporar los resultados de la dinámica de fluidos computacional que puede alcanzar una precisión computable limitada únicamente por la naturaleza del problema y los recursos computacionales actuales .

FlightGear también es compatible con LaRCsim y UIUC. ^{[ 35 ] [ 36 ]}

La distribución de densidad 3D de la humedad de las nubes (o rastro de condensación ) representada por FlightGear actúa como una señal de la estructura 3D correspondiente del flujo de fluidos, como el bucle de corriente ascendente y descendente de la célula de tormenta, las ondas de gravedad internas que forman bandas de nubes onduladas que señalan un frente frío que barre, o la cizalladura del viento que da forma a las nubes cirros a mayor altitud. ^{[ 12 ] [ 13 ] [ 15 ] [ 37 ] [ 38 ]}

FlightGear puede representar la lluvia que cae de nubes específicas en volúmenes de lluvia que contienen el tamaño de gota correcto para determinar propiedades como el grosor y la intensidad de los arcoíris. ^{[ 12 ] [ 14 ] [ 38 ]} Fenómenos perceptuales como las estelas de lluvia se representan con la longitud de las estelas acortándose a medida que se ralentiza el tiempo. Las estelas de lluvia y agua en el cristal del dosel proporcionan pistas sobre el flujo de aire relativo, mientras que la escarcha y la niebla con la dispersión de luz correcta proporcionan pistas sobre la temperatura. ^{[ 39 ] [ 37 ] [ 38 ]}

FlightGear puede representar niveles históricos específicos de acumulación de agua y nieve, teniendo en cuenta la planitud de las superficies tanto del terreno como de los edificios. Esto proporciona información sobre la humedad o la fricción de la superficie, y sobre el clima determinado por el calentamiento superficial, que disminuye con el espesor de la nieve. FlightGear puede representar una capa gradual de nieve y hielo en aguas continentales y oceánicas. ^{[ 12 ] [ 38 ]}

FlightGear representa la superposición de neblinas , como la neblina a baja altitud con estructura 3D, el esmog relacionado con la actividad humana y el polvo. FlightGear también representa diversos halos debido a cristales de hielo en la atmósfera o a la dispersión de Mie en la niebla causada por luces artificiales como las luces de aterrizaje. ^{[ 13 ] [ 37 ]}

FlightGear es capaz de renderizar imágenes diurnas y nocturnas de la Tierra desde órbita con gran detalle, incluyendo la dispersión debida a nubes, polvo y humedad, así como efectos como relámpagos que iluminan células de tormenta. Las indicaciones de orientación en la cabina se proporcionan mediante el cambio de color de la luz del Sol, la Tierra y la Luna para naves como el Transbordador Espacial. La transición gradual en la iluminación de las naves espaciales, entre los regímenes de la atmósfera superior e inferior, se gestiona mediante un código de renderizado específico. Las auroras se simulan con intensidad variable y penetración variable de tubos de flujo magnético en la atmósfera. Son visibles tanto desde el espacio como desde tierra. ^{[ 20 ] [ 40 ] [ 37 ]}

Representación precisa de planetas, lunas y estrellas con fases/brillo correctos según FlightGear.La simulación celeste de permite obtener pistas o datos para la navegación celeste , sin depender de ayudas terrestres vulnerables, incluidas las de las naves de la era pre-GPS. La simulación celeste permite que naves como el Transbordador Espacial ^{[ 20 ] [ 41 ]} utilicen instrumentos de seguimiento de estrellas .

Equipo de vueloEl marco de dispersión de luz avanzada de simula ubicaciones en el tiempo y el espacio. La simulación del entorno representa el cambio estacional a medida que las hojas de diferentes especies de árboles, arbustos y hierba cambian de color o caen. ^{[ 42 ]} El balanceo simulado de la hierba, los árboles y las mangas de viento proporciona pistas sobre los procesos que cambian el campo de viento cerca del suelo, mientras que la simulación de olas proporciona pistas cerca del agua. ^{[ 13 ] [ 12 ] [ 38 ]} Las sombras de las nubes y el estado general de la atmósfera afectan la luz que viaja a cada punto del entorno y luego viaja en la atmósfera para llegar al ojo: la configuración de las nubes y la dispersión de partículas en la atmósfera cambian el color de la luz proyectada sobre el entorno. ^{[ 13 ]} Por lo tanto, el color del agua cambia según la atmósfera que se encuentra sobre nosotros, y también depende de las impurezas del agua en una región. FlightGear es capaz de representar una variedad de actividad volcánica de diferente intensidad que, desde v2019.2, responde al campo de viento, así como al humo.

La combinación de la representación del estado de los procesos atmosféricos, la aurora boreal, la simulación de cuerpos celestes, la acumulación de lluvia, nieve o polvo en el suelo, la capa de hielo del agua y la simulación del entorno produce visualizaciones con una gran cantidad de permutaciones. ^{[ 13 ] [ 12 ] [ 40 ] [ 37 ]}