Это™ в нашем случае™ 1 — 0, поэтому в случае с X у нас есть 1 плитка перед требуемой, так же как и в случае с y мы вычислили, что у нас есть 2. StartPosX получается из структуры с константами.
Что происходит во время преодоления звукового барьера самолетом
Первым пилотом, преодолевшим звуковой барьер, был Чарльз Йегер, который совершил полет на самолете Bell X-1 осенью 1947 года. В Советском Союзе этот подвиг повторили летчики Федоров и Соколовский, которые на истребителе ЛА-176 поднялись на высоту более 15 000 метров. Сверхзвуковая скорость составляла 1104 км/ч, и он мог пролететь около тысячи километров без дозаправки. Число Маха — это отношение между скоростью звука и скоростью, с которой движется самолет. Он назван в честь известного австрийского физика Эрнста Майевского, который изучал причины возникновения ударных волн и аэродинамических процессов при сверхзвуковом движении тел.
Звуковой удар в аэродинамике — это ряд явлений, сопровождающих движение самолета со скоростью звука (340 м/с) или выше. Звуковой удар вызывается скачком давления и сопровождается «взрывом», который воспринимается наблюдателем как взрыв. Возникающий волновой кризис изменяет структуру потока, вызывая вибрацию, уменьшение подъемной силы и увеличение сопротивления.
Самолет FA-18 Hornet, летящий почти со скоростью звука.
Необходимость преодолеть звуковой барьер возникла во время Второй мировой войны, когда многие пилоты обнаружили, что с увеличением скорости снижается управляемость истребителя и некоторые другие важные характеристики, такие как регулировка рулей и руля высоты. Поршневые пилоты, пытавшиеся достичь высоких скоростей, неизбежно попадали в волновой кризис, из которого невозможно было выйти без пикирования.
Научные исследования сверхзвукового движения газов сыграли важную роль в объяснении и преодолении звукового барьера.
Величина сверхзвуковой скорости воздуха
Поскольку самолет движется с небольшой скоростью (до 420 км/ч) на высоте до 3 000 метров, относительно легко рассчитать точные параметры полета. Однако когда самолет преодолевает звуковой барьер, падает не только температура снаружи самолета, но и плотность окружающего воздуха. Если приборы показывают одинаковую скорость на высоте 2 000 и 10 000 метров, то фактическая скорость в разреженном воздухе выше.
Величина сверхзвуковой скорости воздуха
При скорости звука воздушное пространство перестает быть однородным, что значительно затрудняет ориентацию низкоскоростных самолетов. Это создает среду, в которой происходят скачки сжатия и изменения в обтекании самолета, создавая условия для волнового кризиса. Скачок сжатия увеличивает энтропию газа, которая уменьшается по мере преодоления звукового барьера.
Особенности сверхзвукового полета
Переход к сверхзвуковой скорости сопровождается ударной волной, вызванной разницей давлений. Если он длится дольше секунды, фюзеляж не выдерживает давления, что может привести к аварии. Если вы посмотрите видео, где самолет преодолевает звуковой барьер, вы увидите, что ударная волна разрушает почти все окна домов на земле.
Когда американский пилот Чарльз Йегер впервые преодолел звуковой барьер, он был поражен «божественной тишиной» в кабине самолета. В тот момент, когда стрелка маховика достигает 1,0, звуковое давление внутри самолета значительно снижается. Однако при этом возрастает риск деформации фюзеляжа и других частей самолета.
На энергию (интенсивность) волны давления влияют условия окружающей среды, конструкция самолета и скорость. Пилоты сверхзвуковых пассажирских самолетов Concorde и TU-144 смогли преодолеть звуковой барьер над поверхностью моря только в воздушном пространстве, превышающем высоту в несколько тысяч метров для обычных гражданских самолетов.
Они взлетели, приблизились к району, снизились до трехсот метров и не стали снижаться дальше на сверхзвуковой скорости из-за возможных отмелей в Казахстане. Пролетев над пограничными маркерами, они зажгли форсажную камеру, перешли на сверхзвуковую скорость и пролетели над землей со скоростью 1300 км/ч. Число Маха во время полета, с учетом холодной погоды, составило около М=1,15.
Как вывести рендеринг карт на сверхзвук и не…
В этой статье я описываю, как я создал тайлер на основе openstreetmaps в C++/Qt. Задача заключалась в написании картографического модуля для поисково-спасательной команды, работающей в условиях недоступного интернет-соединения и, возможно, в течение всего дня. Таким образом, требования к модулю отображения были следующими:
Работа в автономном режиме
для максимально быстрого отображения заданной области на карте
высокая энергоэффективность при загрузке и отображении плиток на карте
OpenStreetMaps была выбрана потому, что она имеет открытый исходный код и доступно множество модулей с открытым исходным кодом. Я взял основу таймера из libosmscout, но для меня он имел много проблем, которые я опишу ниже.
Переделывание и ускорение базового тайлера
Первоначально таймер выглядел как стандартная консольная программа, с args для установки параметров работы, и он начал гудеть. Для простоты использования я решил переписать его под ООП и добавить минимальный графический интерфейс пользователя, а также сделал его многопоточным, чтобы решить проблемы с производительностью. В результате получается что-то вроде этого:
Структура обновленного тайлера
После ввода всех данных о производительности запускается интерфейс, который проверяет, все ли параметры были введены, и, если да, начинает создавать очередь производительности. Класс QueueBuilder запускается в отдельном потоке и используется для того, чтобы иметь представление о том, сколько плиток всего есть и сколько осталось, поэтому он не собирает информацию о плитках во время фазы рендеринга, а переходит непосредственно к конечной точке данных. Информацию о тайлах в очереди я решил поместить во временные файлы, чтобы они не занимали оперативную память, потому что ее не хватает даже на 18 зумов Беларуси, а если в очереди находится в файлах 30 миллионов тайлов, то если делать с ними вектор, то потребуется 2 ГБ оперативной памяти, что было в разумных пределах для моего компьютера.
Код ожидания
После создания очереди QueueBuilder не завершает свою работу, а остается до конца, чтобы передать каждому потоку распределение следующей плитки. А потом начинаем рендерить потоки, как определить количество потоков на текущем компьютере я не знаю (может кто в комментариях подскажет), так вот у меня 4 потока, рендер ничего интересного не делает, он просто создает директорию для хранения тайлов и начинает свое темное дело (полное описание рендеринга будет в другой статье), после окончания рендеринга одной половины, он просит следующую и так до захода солнца. В конце рендеринга все плитки поступают как сигнал в интерфейс, и интерфейс запускает класс сохранения плиток.
Как ускорить загрузку карт и другие изобретения велосипедов
В идеале все сделано, плитки отрисованы, находятся в папке, карты модулей получены и выполнены. Но что-то всегда идет не так, после запуска карты и прокрутки туда обратно, видно, что большинство плиток отрендерено, самый большой зум загружен, а количество изображений 256×256 в полмиллиарда, поиск в папке занимает абсурдно много времени и ресурсов.
Решение этой проблемы пришло не сразу, но я создал бинарный файл, содержащий константы, где константы представляют собой структуру для каждого включенного зума:
общее количество плиток
исходное количество плиток в x и y сетке Меркатора
Количество плиток в x и y, позже я покажу, зачем это нужно.
После констант я вставляю файл структуры с информацией о плитках, каждая плитка имеет свою собственную структуру, она содержит:
Количество долгот и широт в пикселе (для рисования путей, более 4 человек прочитают это в следующей статье).
Размер плитки изображения в байтах
Начальная позиция изображения в том же двоичном файле
Последний — это загрузка изображения плитки из папки в файл, изображение помещается в конец файла, а указатель возвращается в структуру с информацией об этой плитке и сохраняет ее начальную позицию в файле и ее размер для последующего чтения.
Получение нужного тайла в модуле картографии
Чтобы лучше понять, что происходит, я показываю, как плитки размещаются на сетке Mercer.
Размещение плитки на сетке Mercer
Я использую пример, чтобы показать, как найти плитку, без голых формул.
То есть, в нашем случае 1 — 0, поэтому в X у нас есть 1 плитка перед нужной, поэтому вычисляем, что y равен 2. StartPosX получается из структуры с константами.
XtileCount — количество плиток X в столбце Y.
CountY — предыдущие вычисления
Получаем 4*2+1 = 9, как видно из рисунка, это правильно.
Затем мы находим количество плиток в предыдущем масштабе, чтобы перейти к правильному масштабу. Мы просто берем константы предыдущих масштабирований и получаем количество плиток путем прибавления к TileCount. Это позволяет нам на 14 плиток опередить требуемую плитку.
Одно из последних действий — установить указатель на структуру нужной плитки и прочитать ее.
Затем мы определяем исходное положение и размер изображения из структуры и выбираем нужную плитку.
Что мы имеем в итоге? В результате, реализовав поддержку модуля отображения файлов с некоторыми типами, мы получили поиск нужного пути за несколько минут, а на загрузку любого зума теперь уходит не более секунды.
Благодарности
Я хотел бы поблагодарить Сахарука Андрея за курирование проекта, а также его друзей из Чехии (Framstag и Karry) за их отклик и помощь с API 🙂
