🚀 FİZİK SİMÜLASYONU

SkyTrace - Roket Yörünge Simülasyonu

Python Tabanlı Parametrik Fizik Motoru ve Uçuş Dinamikleri Analizi

F=ma

Newton II

Euler

Entegrasyon

Drag

Aerodinamik

%30

Menzil Artışı

🎯

1.1 Projenin Genel Amacı

Savunma sanayiinde balistik füzelerin ve roket sistemlerinin uçuş dinamiklerinin analiz edilmesi, görev başarımı için kritik öneme sahiptir. Bu projede, Python tabanlı bir fizik motoru geliştirilerek SkyTrace isimli, parametrik bir roket yörünge simülasyonu tasarlanmıştır.

📐 Fiziksel Prensipler

Newton hareket yasaları (F=ma) ve aerodinamik sürüklenme (Drag)

🎯 Analiz Hedefleri

Motor itkisi, yakıt tüketimi ve atmosferik etkilerin uçuş performansı analizi

⚙️

2.1 Matematiksel Modelleme ve Fizik Motoru

Simülasyonun çekirdeğinde, roketin anlık ivmesini, hızını ve konumunu hesaplayan yinelemeli (iteratif) bir algoritma çalışmaktadır. Diferansiyel denklemlerin çözümü için Euler Entegrasyon Yöntemi kullanılmıştır.

🔬 Kuvvet Analizi Bileşenleri

Kuvvet	Formül	Açıklama
Motor İtkisi	`F_itki`	Yakıt bitene kadar sabit itki kuvveti
Yerçekimi	`m × g`	Değişken kütle ile ağırlık hesabı
Drag (Sürüklenme)	`½ρv²CdA`	Hıza bağlı karesel hava direnci

💻 Fizik Motoru - Simülasyon Döngüsü

# Source - Physics Logic based on Newton's 2nd Law

# SİMÜLASYON DÖNGÜSÜ (Fizik Motoru)
while h >= 0:
    # 1. KUVVET ANALİZİ
    # İtki (Thrust) Hesabı: Yakıt bitene kadar sabit itki
    if t < yanma_suresi:
        F_itki = motor_itkisi
        # Yakıt yandıkça toplam kütle azalır
        toplam_kutle -= yakit_tuketim_hizi * dt
    else:
        F_itki = 0 # Motor sustu (Balistik süzülme)

    # 2. AERODİNAMİK SÜRÜKLENME (Drag Equation)
    # Fd = 1/2 * rho * v^2 * Cd * A
    F_drag = 0.5 * 1.225 * (v**2) * suruklenme_katsayisi * kesit_alani
    
    # Yön düzeltmesi
    if v < 0: F_drag *= -1

    # 3. NET KUVVET VE İVME (Newton II)
    F_net = F_itki - (toplam_kutle * yercekimi) - F_drag
    ivme = F_net / toplam_kutle

    # 4. ENTEGRASYON (Konum ve Hız Güncelleme)
    v = v + ivme * dt
    h = h + v * dt

📊 Figure 1 - SkyTrace Simülasyon Arayüzü ve Tasarım Parametreleri

📈

3.1 Simülasyon Sonuçları ve Veri Görselleştirme

Geliştirilen sistem, kullanıcı tarafından girilen kütle, motor gücü ve aerodinamik katsayı (Cd) gibi verileri işleyerek uçuşun tüm aşamalarını görselleştirmektedir. Streamlit kütüphanesi kullanılarak web arayüzü oluşturulmuştur.

📊 Analiz Çıktıları

🏔️

Tepe Noktası

Apogee (Maksimum Yükseklik)

⚡

Maksimum Hız

Peak Velocity Analizi

⏱️

Uçuş Süresi

Total Flight Time

🔬 Test Sonuçları:

Sürüklenme katsayısının (Cd) düşürülmesi menzilde %30'a varan artış sağladı
Yakıt kütlesi/motor itkisi optimizasyonunun uçuş kararlılığı üzerindeki etkisi gözlemlendi

📊 Figure 2 - Yükseklik-Zaman ve Hız-Zaman Analiz Grafikleri

🎯

4.1 Kazanımlar ve Gelecek Çalışmalar

Bu çalışma ile, bir füze veya roket sisteminin temel uçuş mekaniği anlaşılmış ve yazılımsal olarak simüle edilmiştir.

🔮 Gelecek Geliştirmeler

🌬️

Rüzgar Bozucu Etkileri

Gust (ani rüzgar) etkilerinin modele eklenmesi ve atmosferik türbülans simülasyonu

🤖

PID Kontrol Sistemi

Roketin oryantasyonunun (yönelim) otonom olarak dengelenmesi

🛠️ Kullanılan Teknolojiler

🐍

Python

📊

NumPy

📈

Matplotlib

🌐

Streamlit

⚙️

Euler Method

SkyTrace - Python Based Rocket Orbital Simulation