4 setembro 2018

Flight Models e físicas dos helicópteros do War Thunder

Recentemente anunciámos helicópteros de combate para o War Thunder, a chegar na póxima atualização 1.81 Valquírias.

Neste devblog gostaríamos de falar acerca dos modelos de voo e físicas dos helicópteros. Aqui vai aprender como os helicópteros vão voar e quais forças actuam sobre eles, e vamos também mostrar como controlar o helicóptero em diferentes modos de jogo.

A Gaijin Entertainment já tem experiência no desenvolvimento de helicópteros de combate - em 2010 lançámos o Apache: Air Assault (A:AA), alguns de vós estão certamente familiarizados com o jogo. Durante o evento de 1 de Abril de 2017 usámos modelos de voo do A:AA. Esse evento foi bastante bom, mas para implementar helicópteros em larga escala no War Thunder, não se adequava muito bem, pois não nos permitia reproduzir o nível de detalhe nos modelos aerodinâmicos e de dano que temos nos aviões. Para além disso, tínhamos planeado introduzir muito mais helicópteros que no A:AA.

De forma a introduzir helicópteros que se enquadrem no nosso motor de jogo, tivemos de implementar alguns novos elementos de simulação: rotores e swashplate, motores turboshaft com transmissão detalhada, e outros sistemas de controle importantes para além dos que já tínhamos implementados para outras aeronaves.

Como voa um helicóptero? Físicas no War Thunder:

Um helicóptero, tal como um avião de cauda fixa, possui asas, uma cauda, por vezes com leme, e uma fuselagem, e todos estes componentes produzem as suas forças aerodinâmicas. No entanto, tanto a sustentação como o empuxo são criadas pelo rotor principal. Ao contrário do empuxo de um avião que é providenciado pelas hélices, a força do rotor principal é direccionado principalmente para cima; pode ser defletido um pouco esquerda-direita e para trás-frente; dependendo do ponto do círculo do rotor principal, e pode variar criando um momentum e tilting do rotor.

Isto permite criar a componente horizontal do rotor e mover-se para na horizontal.

Mais

Antes de ler os parágrafos oficiais abaixo, lembre-se do seguinte, um helicóptero tão ou mais complexo que um avião. Os controles são diferentes por consequência da natureza dos helicópteros. Esta é uma explicação simples de como funciona:

  1. O controle principal é o pitch coletivo, que controla o ângulo de todas as pás, a força exercida na vertical do eixo, para cima ou para baixo.
  2. O controle da rotação do helicóptero é efetuado pelo rotor da cauda.
  3. O controle de direção, frente, trás, direita e esquerda é efetuado pelo pitch cíclico. Esta é a parte mais complexa, envolve o torque e uma peça chamada swashplate. A swashplate transforma os controles dados pelo piloto na alteração de pitch não uniforme das pás, que por sua vez criam torque. É este mesmo torque que cria a força horizontal. Tanta coisa só para andar para a frente, feels bad man:(
  4. Quando se cria uma força horizontal, de acordo com as Leis de Newton, converte-se parte da força vertical em horizontal, por isso para continuar com o helicóptero nivelado e para compensar, deverá aumentar o pitch coletivo(força dada pelas pás) para aumentar a sustentação. Newton afinal de contas estava certo :)
  5. Como todas as máquinas complexas, há situações limite que levam a perda de controle, desde velocidade de rotação a descida excessivas.
  6. Cuidado com as descolagens, as pás exercem força no ar, mas este volta a exercer força nas pás por causa do solo, aumentando a sustentação, quando estiver longe do solo o suficiente, o chão deixa de o ajudar. O chão é duro e não perdoa :(

 

A inclinação do disco do rotor é conseguida via swashplate que controla o pitch cíclico. Isto é controlado por uma alavanca em frente do piloto. Quando a alavanca é apontada para uma dada direção pelo piloto, aumenta o ângulo das pás do rotor numa direção e reduz no lado oposto. Tendo em consideração a precessão, isto significa qie as direções anguladas a 90º das direções com pitch cíclico máximo e mínimo, sustentação é criada. A primeira cria momento que inclina o helicóptero, enquanto a segunda inclina o cone do próprio rotor. Ambos estes fatores criam uma componente horizontal que permite mover o helicóptero horizontalmente. A inclinação do rotor é possível porque as articulações do mesmo permitem ás pás rodar em torno do seu eixo.

A sustentação do rotor principal é controlado pelo pitch coletivo que afeta a ângulo de todas as pás em todas as direções no disco do rotor, e não depende da direção do disco do rotor. O ângulo final de cada pá, em cada direção, é igual à soma dos ângulos criados pelo pitch cíclico e coletivo. Ao aumentar o pitch, você aumenta a sustentação do rotor principal. O pitch coletivo é usado para controlar a ascensão e descida, ou para compensar pela componente vertical da sustentação do rotor principal, enquanto um helicóptero está inclinado e assim movendo-se para a frente ou trás. Para controlar o pitch coletivo deverá usar a manche do pitch coletivo - na esquerda do piloto; move-se na vertical.

O rotor principal tem alguns problemas. Ao voar a baixas altitudes (comparativamente com o diâmetro do rotor) há um efeito proveniente do solo que faz aumentar a sustentação do rotor princial. Ao voar a baixas velocidades horizontalmente, e a descer rapidamente(3 m/s ou mais), o rotor principal encontra um efeito de vórtice que resulta na perda de empuxo e queda incontrolável. Você deverá aumentar a velocidade horizontal para poder sair do vórtice. Finalmente temos, após falha do motor, o rotor principal pode ainda rodar por efeito do fluxo do ar. O pitch coletivo do rotor deverá ser mínimo de forma a manter a velocidade do rotor elevada o suficiente para ser controlável e poder ser aterrado.

O rotor da cauda é usado para compensar o torque reativo do rotor principal que tenta fazer o helicóptero rodar em oposição ao rotor principal. O efeito secundário é um empuxo lateral, que leva ao helicóptero a deslocar-se um pouco para o lado. Esta força depende das pás, e são controladas pelos pedais.
O rotor da cauda, da mesma forma do rotor principal, pode encontrar um efeito de anel de vórtice durante voos a elevadas velocidades de rotação quando o helicóptero roda em volta do eixo do rotor principal. Isto leva a uma rotação incontrolável e o piloto deverá reduzir o pitch coletivo e aterrar o inclinar o helicóptero ligeiramente para a frente e ganhar alguma velocidade, se não tiver altitude suficiente.

Os motores do helicóptero são normalmente turboshaft, que em conjunto com a transmissão, shafts e sistemas de redução de mudança, fazem os rotores mover-se. Os helicópteros com sistemas de dois motores podem usar apenas um motor para rodar os rotores quando o outro avaria. No caso de toros os motores avariarem, os rotores ainda podem rodar usando a remanescente força do ar, que pode ser usado para efetuar aterrissagens de emergência. Todos estes módulos podem ser danificados, que por sua vez podem afetar o desempenho de voo.

Controles do helicóptero

Tal como os aviões de asa fixa, um helicóptero é controlável com 4 eixos de controlo, mas diferentes termos são usados para os descrever: cíclico (roll e pitch), pitch coletivo, e pedais. Os helicópteros não possuem flaps nem freios aéreos. Se um helicóptero tiver um elevador ou leme, serão controlados pelo pitch cíclico, eixo de roll e pedais.

No modo de controles totais, um jogador terá à sua disposição todos os controles da aeronave. Em relação aos helicópteros que na vida real possuíam auto-trimmers ou sistemas de melhoramento da estabilidade, no War Thunder estes sistemas estão implementados e tornarão os controles mais acessíveis. A maior parte dos helicópteros possuem um elevator tab que permite ajudar o controle do yaw quando o pitch coletivo é alterado.

No modo realístico, o conjunto pedais e cyclic definem a velocidade de rotação através dos respetivos eixos, e o instrutor faz as alterações necessárias, enquanto o pitch coletivo é controlado manualmente.

O modo Simplificado é idêntico ao modo Realístico, mas com apenas uma diferença - possui a opção de “hovering”, quando a respetiva tecla é pressionada, H por definição, o helicóptero paira e é capaz de se mover em todos os eixos, frente,trás, cima, baixo, esquerda e direita - manobras horizontais são controladas pelo pitch cíclico, e vertical pelo coletivo. Perto da superfície do solo, a descida será automaticamente limitada de forma a fazer uma aterragem calma.

Os pedais definem a velocidade de rotação. Para pairar sem se mover, todos os eixos devem estar em posição neutral.

No modo Mouse Aim, o jogador define a direção onde o helicóptero deverá ir e o instrutor controla o pitch cíclico e pedais. As teclas que controlam o pitch cíclico e pedais podem ser usados para controle manual - similar aos modos realístico e simplificado. O pitch coletivo é controlado manualmente, e a função de Hovering também está disponível.


Nós gostaríamos de relembrar que os participantes da CBT serão os primeiros a testar estas belas máquinas. Qualquer pacote com um helicóptero premium garante acesso à CBT.

Pacote Huey Hog
Huey Hog Pack
O Kit inclui:
  • UH-1C XM-30 (Nível V dos EUA)
  • 2000 Golden Eagles
  • 15 days or premium account
  • Título exclusivo: “Pathfinder”
  • Decalque exclusivo: Iroquois
  • Acesso à Closed Beta dos helicópteros

     


O helicóptero UH-1 “Iroquois”, também conhecido por “Huey”, é um dos mais famosos e mais produzidos helicópteros do mundo. Desenhado pela empresa norte americana Bell em meados dos anos 60, este helicóptero multifunções era equipado por um motor turbosaft, duas pás nos rotores principal e de cauda. Este helicóptero participou e mais de 10 guerras em todo o mundo, e está em serviço em mais de 60 países. O modelo 1C foi desenvolvido durante a Guerra do Vietname com um motor melhorado de 1100 cavalos, permitindo alcançar uma velocidade máxima de 135 milhas por hora (220 km/h) e 13 390 pés (5900 m) de altitude máxima de voo. Como alternativa ao armamento padrão, que consiste em metralhadoras, rockets não guiados e 6 TOW ATGM, também pode ser instalado o sistema experimental XM-30 system – duas armas de 30 mm com 600 munições por arma.
Pacote Hind
Hind Pack
O Kit inclui:
  • Mi-24D with Czechoslovakian Air Force camouflage (Nível V da URSS)
  • 2000 Golden Eagles
  • 15 days or premium account
  • Título exclusivo: Sharp-toothed
  • Decalque exclusivo: Czechoslovak army coat of arms
  • Acesso à Closed Beta dos helicópteros

A série Mi-24 foi desenvolvida no final dos anos 60 e foi é o mais usado helicóptero de ataque do mundo. O modelo Mi-24D foi lançado em 1972 e possuía várias funcionalidades distintas face ao modelo original Mi-24A. Este modelo possui uma fuselagem frontal redesenhada, com dois cockpits separados para o piloto e artilheiro em configuração tandem, nova blindagem de titânio foi instalada para ser capaz de suster tiros de 20 mm e ainda vidro blindado. O armamento consiste num canhão rotativo de quatro canos de 12.7 mm, quatro mísseis antitanque SACLOS “Phalanga-MV” com uma penetração de 550 mm e várias opções de armamento, nomeadamente armas de 23 mm, rockets não guiados e bombas.

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A Equipe War Thunder

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