🚗 Fizyka samochodu

Pokazuje jezdny samochód 3D podlegający uproszczonej dynamice pojazdu: przyspieszaniu, hamowaniu, skrętowi zależnemu od prędkości, przyczepności na zakrętach, driftowi i pracy zawieszenia na nierównym terenie. Deska rozdzielcza pokazuje prędkość w km/h, syntetyczny bieg, obroty silnika, pozostały ładunek nitro i licznik przebiegu, dzięki czemu widać, jak fizyka reaguje na Twoje sterowanie w czasie rzeczywistym.

Wykorzystuje kinematyczny model rowerowy, w którym cztery koła są sprowadzone do jednego przedniego i jednego tylnego. Kierunek jazdy samochodu aktualizuje się w przybliżeniu jako theta plus (v podzielone przez L) razy sinus kąta skrętu, razy dt, gdzie v to prędkość, a L to rozstaw osi. Skuteczność skrętu zależy również od prędkości, więc tempo skrętu zachowuje się bardziej naturalnie przy zwalnianiu lub przyspieszaniu.

Ruch wzdłużny podlega drugiej zasadzie dynamiki Newtona, F równa się m razy a. Symulacja oblicza przyspieszenie jako siłę napędową minus opór aerodynamiczny i tarcie toczne, podzielone przez masę. Stałe w kodzie ustalają granice: prędkość maksymalna około 22 jednostek, przyspieszenie 12, siła hamowania 20 i tarcie 3,8, przy czym doładunek nitro dodaje około 9 do prędkości maksymalnej na czas jego działania.

Samochód śledzi osobną prędkość boczną, która narasta przy ostrym skręcie. Zwykle wysoka stała przyczepności bocznej, wynosząca około 13, szybko usuwa ten boczny ruch. Naciśnięcie spacji włącza hamulec ręczny, który obniża przyczepność do około 1,8, przez co tył samochodu ślizga się na boki i pojazd driftuje, dopóki przyczepność się nie odbuduje.

Przytrzymanie Shift zużywa ograniczoną rezerwę nitro i tymczasowo podnosi prędkość maksymalną o około dziewięć jednostek, emitując niebieskie płomienie z układu wydechowego. Rezerwa zmniejsza się podczas doładowania i powoli się odnawia po zwolnieniu klawisza, więc trzeba nią zarządzać, zamiast polegać na niej bez przerwy.

W lub strzałka w górę przyspiesza, S lub strzałka w dół hamuje i cofa, a A i D skręcają w lewo i w prawo. Spacja to hamulec ręczny i wyzwalacz driftu, Shift to doładunek nitro, C przełącza między kamerami: śledzącą, niską, z kokpitu i z lotu ptaka, V przełącza dzień i noc, O włącza lub wyłącza cieniowanie SSAO, a R resetuje samochód do punktu startowego.

Każde z czterech kół ma niezależny układ sprężyna-tłumik, który mierzy wysokość terenu pod sobą i popycha koło w górę lub w dół. Pozwala to nadwoziu przechylać się i kołysać, ściskać się na wybojach i odbijać potem z powrotem, dając widoczne przysiadanie przy przyspieszaniu i nurkowanie przy hamowaniu, zamiast sztywnej, płaskiej jazdy.

Jest to wiarygodne przybliżenie w stylu gry zręcznościowej, a nie model o dokładności inżynierskiej. Oddaje właściwe jakościowe zachowanie, takie jak prędkość maksymalna ograniczona oporem, utratę przyczepności podczas driftu i pracę zawieszenia, ale pomija szczegółowe krzywe poślizgu opon, rzeczywiste przełożenia biegów i pełną dynamikę nadwozia. Liczby są dobrane pod kątem zabawy i responsywności, a nie odwzorowania konkretnego pojazdu.

Prawdziwe opony osiągają szczytową przyczepność nie wtedy, gdy toczą się idealnie, lecz gdy ślizgają się o kilka procent — to optymalny punkt współczynnika poślizgu. Dlatego ABS pulsuje hamulcami: koło, które ledwo się ślizga, zatrzymuje samochód szybciej niż koło całkowicie zablokowane. Mechanika driftu w tej symulacji to uproszczone odwzorowanie tej zależności przyczepności od poślizgu.

Te same idee bilansu sił i przyczepności napędzają gry wyścigowe i samochodowe, profesjonalne treningi kierowców oraz symulatory motoryzacyjne, a także logikę sterowania we współczesnych samochodach. ABS, kontrola trakcji i elektroniczne programy stabilizacji toru jazdy opierają się na ciągłym szacowaniu poślizgu kół i ruchu bocznego — dokładnie tych wielkości, które śledzi ta symulacja.