[ESP Microsoft] FSW - FSX - P3D: a tão falada dinâmica de vôo

Pessoal,

Há bastante tempo venho estudando a fundo como funciona a dinâmica de vôo na plataforma ESP. Muito se fala da dinâmica de vôo do X-Plane, que possui uma engine capaz de calcular o comportamento da aeronave em função da estrutura e do modelo 3D. Não conheço o X-Plane e ainda não penso em me aprofundar nele, mas meus conhecimentos de aerodinâmica, engenharia e da plataforma ESP me permitem resumir um pouco como tudo fuciona.

A aeronave é controlada por 2 arquivos: o CFG e o AIR. Muitos usuários pensam que tudo está no arquivo CFG, mas cada arquivo tem sua função. Em versões mais antigas (FS98, 95...), o arquivo AIR era o controlador de tudo: lá estavam desde as informações exibidas na hora de selecionar o avião até o comportamento do motor, flapes e da dinâmica em geral. Nas versões mais recentes, o CFG foi implementado para auxiliar o AIR. Com parâmetros simples, pode-se aumentar ou diminuir a potência do motor, alterando, por exemplo, a linha power_scalar de 1.0 para 1.1 e ter um ganho de 10% na potência de um turbo hélice.

Atualmente, o CFG tem por função:
- especificar parâmetros de nome, cor, som e painéis;
- organizar a aeronave dentro do simulador;
- definir a geometria da aeronave (comprimento, area da asa, envergadura, sweep da asa, posição dos trens de pouso, localização do motor);
- distribuição de pesos;
- momentos de inércia;
- freios;
- parâmetros de piloto automático;
- sistemas hidráulicos, sistemas de ESTOL, sistemaa de alarme;
- motores;
- luzes, efeitos (fumaça, condensação de ar etc);
- sensibilidade de ailerons e profundores (parâmetros PONTUAIS).

Em geral, muitos dos parâmetros controlados pelo CFG se encontram calculados dentro do AIR. Quando se muda um parâmetro de elevator_effectiveness = 1.0, na verdade estamos trabalhando em cima de toda uma dinâmica de vôo já modelada dentro do arquivo AIR.

O arquivo AIR contém inúmeros coeficientes aerodinâmica em forma de gráficos X-Y, X-Y-Z e valores escalares apenas. De forma resumida, ele é a "mãe" da aerodinâmica da aeronave. Alguns exemplos de gráficos dentro do AIR:
- Coeficiente de Sustentação X Ângulo de Ataque
- Arrasto x Ângulo de Ataque
... ainda... gráficos do comportamento do motor, forças aerodinâmicas, parâmetros de curva, efeito de sustentação proximo do solo etc.

Muita gente enxerga a plataforma ESP como sendo bem inferior à dinâmica de vôo trazida pelo X-Plane. A plataforma ESP foi desenvolvida por anos, tendo inúmeras mudancaa entre os FS 98 e 2002. Mudanças profundas também foram feitas entre o X e o 2004. Eu defendo essa plataforma pelo conhecimento adquirido e porque sei que muitos desenvolvedores podem a usufruir de forma magnífica.

Vejamos o exemplo da PMDG. A empresa possui addons de qualidade elevadíssima por ter conseguido acesso a um material extraordinário da Boeing durante todos esses anos. As curvas e parâmetros aerodinâmicos dentro do AIR foram obtidas com base em informações reais e detalhadas vindas da engenharia da Boeing. É pouco provável que um 747 possa ser feito de modo similar no X-Plane, que chegue ao nivel PMDG no quesito DINAMICA DE VOO. Tudo depende da fonte de dados.

Nos fóruns internacionais de desenvolvimento de addons, encontrei um tópico de um ex-integrante do time do FSX da Microsoft. Um dos grandes problemas das aeronaves default era justamente conseguir curvas reais para se colocar dentro do AIR.

É isso. A idéia desse tópico é resumir como funciona a dinâmica de vôo no FSX/P3D. Não deixem de acompanhar as notícias do FSW, que usa a plataforma ESP para a dinâmica de vôo. Não menosprezem os CFG e AIR, pois eles têm muito valor para a simulação.

Um abraço,

Muito bacana, eu realmente não sabia de quase nada que foi dito aqui, muito útil essas infos!

Só fiquei com uma dúvida, meio off, mas acho que se enquadra nesse quesito.

Suponhamos que eu tenha um tráfego AI, e vejo que ao pousar, as aeronaves não correm nem 500 metros na pista, existe algum parâmetro que pode alterar isso? tipo algum cálculo dependendo do tipo do AI, ou algum programa?

Abraços!

LeandroFS escreveu:Muito bacana, eu realmente não sabia de quase nada que foi dito aqui, muito útil essas infos!

Só fiquei com uma dúvida, meio off, mas acho que se enquadra nesse quesito.

Suponhamos que eu tenha um tráfego AI, e vejo que ao pousar, as aeronaves não correm nem 500 metros na pista, existe algum parâmetro que pode alterar isso?  tipo algum cálculo dependendo do tipo do AI, ou algum programa?

Abraços!

Sim, existe dentro do AIR uma área dedicada apenas para AI, bem complexa por sinal. Nunca usei. Se chama PID Controllers, que indica alguns parâmetros que o sistema deve utilizar para controlar a aeronave.

Que análise interessante Matheus.

LeandroFS , dependendo da aeronave AI, muitas vezes o "peso" é colocado mais baixo para que o avião AI possa, por exemplo, decolar de uma pista como o SDU sem "varar" ela. Estando o peso mais baixo, ela automaticamente vai precisar de menos espaço pra parar no pouso.

Mais informações sobre o AIR.

O arquivo AIR é compilado através do asm2air.exe, presente no SDK. Como o próprio nome diz, o AIR provém de um arquivo ASM (texto), que pode ser aberto no Bloco de Notas. Nele, pode-se colocar inputs de tabelas, vetores e matrix, afim de gerar um modelo virtual aerodinâmico.

Exemplo de arquivo AIR na sua forma ASM (com comentários):

https://msdn.microsoft.com/en-us/library/cc707067.aspx

Agora, suponhamos que não somos da PMDG ou similar e que não temos acesso às curvas aerodinâmicas do fabricante. Como obte-las?

Podemos ir por tentativa e erro: muitos autores pegam AIR genéricos (como o de cima) e os editam baseado em testes de pilotos e manuais do avião.

Porém, porque não modelar a aeronave num "túnel de vento virtual" e trazer os parametros para o FSX?

Sintetizando um pouco esse tópico (http://www.fsdeveloper.com/forum/threads/openvsp.439619/), isso é possivel através do OpenVSP, um programa de cálculo de coeficientes aerodinâmicos a partir se modelos simples 3D.

Através do OpenVSP (http://www.openvsp.org) podemos extrair as seguintes curvas:

CL vs. Alpha AIR_CL_ALPHA
CM vs. Alpha AIR_CM_ALPHA
Elevator effectiveness scaling table (max 7 entries) AIR_ELEVATOR_SCALING
Aileron effectiveness scaling table (max 7 entries) AIR_AILERON_SCALING
Rudder effectiveness scaling table (max 7 entries) AIR_RUDDER_SCALING
Elevator elasticity on effectiveness scaling table (max 5 entries) AIR_61S_ELEVATOR_ELASTICITY

[...] (e mais 46 curvas)

Ou seja, podemos modelar uma infinidade de curvas dentro do AIR a partir do OpenVSP, gratuitamente, já que ele foi liberado em 2012 como Open!

Pessoal, não menosprezem a plataforma ESP! Com o avanço dos fóruns, tecnologia, sites e informações, muita coisa vai rolar. Vamos apoiar o pessoal do FSW e P3D, já que eles usam essa plataforma!

Um abraço,

Mais um capitulo! Vou resumir alguns links interessantes sobre dinâmica de vôo no FSX.

Deixo aqui um portal muito bom sobre Flight Models no FS/P3D: https://www.aero.sors.fr/fsairfile.html

Possui tutoriais, links dos SDKs e programas úteis.

Destaco aqui aqueles para a edição do AIR:

- AirED: facil e rápido de usar, porém com uma interface não tão boa.
- AAM v2.2: compativel com P3D! Interface razoável, possuindo gráficos e comentários dentro dos programas.
- Airwrench (payware: http://www.flight1.com/products.asp?product=airwrench): além de auxiliar na edição dos arquivos AIR, ajuda nos calculos de coeficientes, caracteristicas estruturais das asas, balanco, estabilidade e outros. Interface gráfica excelente!

Ainda dentro do site que indiquei, vale a pena começar com o "Flight Dynamics in Microsoft Flight Simulator ", que é um tutorial "avançado" para iniciantes. Digo avançado porque requer um certo conhecimento de engenharia aeronáutica. Iniciate, porque introduz muitas características da dinâmica de vôo do FSX.

ESP SDK sobre aircraft.cfg:

- FSX: https://msdn.microsoft.com/en-us/library/cc526949.aspx
- P3D: http://www.prepar3d.com/SDK/SDK.php

Por fim, vale muito apena visitar os fóruns de desenvolvimento da AVSIM e, principalmente, do FSDeveloper. No FSDeveloper, existem pessoas que trabalham em empresas que fazem aeronaves pagas de qualidade para o FS. E não é raro encontrar ex-membros da Microsoft Games que trabalhavam com o FS. Já vi tópicos em que a pessoa falava sobre as "novidades" que haveriam no FS11. Uma pena que tudo acabou.

Um abraço,

Quanto conhecimento. Admiro muito a engenharia aeronáutica (e quem não admira?) e imagino que a "coisa" deve ser bem complexa no simulador também. Obrigado pelo conhecimento trazido.
Mas então quer dizer que uma boa "física" na simulação depende do desenvolvedor da aeronave? Ou seja, a plataforma do simulador não é uma limitante?

Gouvêa escreveu:Quanto conhecimento. Admiro muito a engenharia aeronáutica (e quem não admira?) e imagino que a "coisa" deve ser bem complexa no simulador também. Obrigado pelo conhecimento trazido.
Mas então quer dizer que uma boa "física" na simulação depende do desenvolvedor da aeronave? Ou seja, a plataforma do simulador não é uma limitante?

A plataforma do simulador com certeza é um limitante, tanto a do X-Plane quanto a do FS.

Em ambos, a "física" depende do desenvolvedor da aeronave. Na ESP, vai depender de como o desenvolvedor mostra ao simulador como a aeronave deve se comporar em vôo, de acordo com os parâmetros AIR e CFG.

Estou estudando mais a fundo sobre a plataforma e entrando no mundo do X-Plane (que, alias, é sensacional quanto à dinâmica de vôo).

Ainda não tenho conhecimentos a ponto de comparar ESP x X-Plane. É aquela história: os usuários do FS vão defender o FS e os usuários do X-plane, o X-Plane. Minha próxima etapa, depois de adquirir mais conhecimentos em relação aos Flight Models da ESP, é me interar no Sim Connect, pois ele faz milagres (sim, milagres! P. ex: Accu Sim). O Sim Connect é uma forma de desenvolver variáveis e "programar" o simulador fora dele, criando rotimas e aspectos de acordo com a necessidade. Minha torcida é que ele não seja esquecido pela Dovetail!

Um abraço,