366 Решения для практических проектов
Останови меня!
practice_grav_assist_intersecting.py
"""gravity_assist_intersecting.py
Орбиты Луны и корабля переcекаются, в результате чего Луна замедляется и разворачивает корабль.
Реализация: Эрик Т. Мортенсон
"""
from turtle import Shape, Screen, Turtle, Vec2D as Vec import turtle
import math import sys
# Пользовательский ввод:
G = 8 # Гравитационная константа, используемая в симуляции. NUM_LOOPS = 7000 # Число временных шагов в симуляции.
Ro_X = -152.18 # Координата x стартовой позиции корабля. Ro_Y = 329.87 # Координата y стартовой позиции корабля.
Vo_X = 423.10 # Компонент x скорости выхода на транслунную орбиту. Vo_Y = -512.26 # Компонент y скорости выхода на транслунную орбиту.
MOON_MASS = 1_250_000
class GravSys():
"""Выполняем гравитационную симуляцию для n тел."""
def __init__(self): self.bodies = [] self.t = 0 self.dt = 0.001
def sim_loop(self):
"""Прогоняем тела из списка по временным шагам."""
for index in range(NUM_LOOPS): # остановка моделирования через некоторое время
self.t += self.dt
for body in self.bodies: body.step()
class Body(Turtle):
"""Небесный объект, вращающийся по орбите и проецирующий гравитационное поле."""
def __init__(self, mass, start_loc, vel, gravsys, shape): super().__init__(shape=shape)
self.gravsys = gravsys self.penup() self.mass=mass self.setpos(start_loc) self.vel = vel gravsys.bodies.append(self)
self.pendown() # Раскомментируйте, чтобы рисовать позади указателя его путь.
Глава 6. Победа в лунной гонке с помощью «Аполлона-8» 367
def acc(self):
"""Вычисляем комбинированную силу, действующую на тело, и возвращаем компоненты вектора."""
a = Vec(0,0)
for body in self.gravsys.bodies: if body != self:
r = body.pos() - self.pos()
a += (G * body.mass / abs(r)**3) * r # единицы расстояние/
время^2
return a
def step(self):
"""Вычисляем позицию, ориентацию и скорость тела.""" dt = self.gravsys.dt
a = self.acc()
self.vel = self.vel + dt * a
xOld, yOld = self.pos() # для ориентации корабля self.setpos(self.pos() + dt * self.vel)
xNew, yNew = self.pos() # для ориентации корабля if self.gravsys.bodies.index(self) == 1: # CSM
dir_radians = math.atan2(yNew-yOld,xNew-xOld) # для ориентации корабля
dir_degrees = dir_radians * 180 / math.pi # для ориентации корабля
self.setheading(dir_degrees+90) # для ориентации корабля
def main():
#Настройка экрана screen = Screen()
screen.setup(width=1.0, height=1.0) # для полноэкранного режима screen.bgcolor('black')
screen.title("Gravity Assist Example")
#Инстанцируем гравитационную систему
gravsys = GravSys()
# Инстанцируем планету image_moon = 'moon_27x27.gif' screen.register_shape(image_moon)
moon = Body(MOON_MASS, (-250, 0), Vec(500, 0), gravsys, image_moon) moon.pencolor('gray')
#Создаем фигуру командно-сервисного модуля (csm) csm = Shape('compound')
cm = ((0, 30), (0, -30), (30, 0)) csm.addcomponent(cm, 'red', 'red')
sm = ((-60,30), (0, 30), (0, -30), (-60, -30)) csm.addcomponent(sm, 'red', 'black')
nozzle = ((-55, 0), (-90, 20), (-90, -20)) csm.addcomponent(nozzle, 'red', 'red') screen.register_shape('csm', csm)
#Инстанцируем указатель CSM "Аполлона-8"
ship = Body(1, (Ro_X, Ro_Y), Vec(Vo_X, Vo_Y), gravsys, "csm")