Simulujte budovanie a spustenie rakety modelu pomocou OpenRocket

Reklama

Spomínam si, keď som bol na vysokej úrovni, že jeden z mojich obľúbených obchodných projektov bol, keď sme navrhovali, vyrábali, stavali a potom spustili skutočnú modelovú raketu. Celá myšlienka vylepšenia rôznych konštrukčných parametrov na dosiahnutie vyššej nadmorskej výšky alebo vyššej rýchlosti je naozaj veľa zábavy, nehovoriac o vynikajúcom spôsobe praktického vyučovania fyziky a inžinierstva.

Milujeme výrobu modelov tu na MUO. Preto sme sa zaoberali príbehmi, ako je tvorba rozloženie modelu Ako vytvoriť simulované plány rozloženia vlaku a riadiť vlak pomocou počítača Čítaj viac a webové zdroje na tvorbu modelov. Jedným z problémov vylepšenia dizajnu modelu v skutočnom svete je to, že na jeho otestovanie musíte znovu postaviť raketu pomocou týchto nových parametrov vykonajte skúšobné spustenie a potom sa vráťte späť na rysovaciu dosku, aby ste vylepšili svoje dizajnu.

Čo keby ste mohli pomocou počítača simulovať spustenie rakety modelu, so schopnosťou modifikovať a otestovať všetky možné zmeny, ktoré môžete urobiť v návrhu rakety? Existuje iba taká aplikácia, ktorá sa nazýva OpenRocket.

Budovanie skúšobných rakiet v OpenRocket

OpenRocket je aplikácia založená na Java, preto by mala bežať na väčšine platforiem, ktoré majú nainštalovaný modul Java. Pri prvom spustení uvidíte, ako je zrejmé, že ktokoľvek vytvoril túto aplikáciu, bol vášnivým tvorcom rakiet. Aplikácia prichádza na sklade so všetkými komponentmi, materiálmi a dokonca aj značkami a modelmi motorov, ktoré by prešli do typického návrhu rakety.

Navrhovanie vašej simulovanej modelovej rakety

Pri prvom spustení aplikácie budete musieť pomenovať svoj dizajn a uviesť svoje meno ako dizajnéra. Hlavné okno obsahuje niekoľko hlavných tabúľ, vrátane stromu dizajnu vľavo hore, tably výberu komponentov vpravo hore a obrazovky zobrazenia dizajnu dole.

Môžete navrhnúť každú súčasť návrhu tak, že vyberiete komponent v hornej časti okna a vyplnením všetkých parametrov návrhu na konfiguračnej obrazovke, ktorá sa otvorí ono. Priradíte dĺžku, priemery, hrúbku steny a dokonca aj to, z akého materiálu je tento komponent vyrobený a aký druh panela má povrchovú úpravu.

Pri navrhovaní každej súčasti uvidíte dva symboly umiestnené pozdĺž tela, ktoré vám zobrazia ťažisko rakety (CG) a ťažisko (CP). Prejdete si priradenie konštrukčných parametrov kužeľa nosa, tela a prechodu. Potom môžete dokonca priradiť, aké doplnky pridáte, napríklad padák.

Ako vidíte tu, strom dizajnu umožňuje rýchlu a jednoduchú navigáciu v dizajne, takže môžete vyladiť veci pre každý komponent bez toho, aby ste ho museli loviť v hlavnom dizajne okno.

Keď už hovoríme o hlavnom okne dizajnu, zobrazuje všetky aktuálne „štatistiky“, ktoré súvisia s vaším aktuálnym dizajnom. Uvidíte CG, CP, dĺžku a šírku. Okrem toho vám poskytne aktuálnu hmotnosť a priemer a v pravom dolnom rohu okna sa zobrazia všetky varovania týkajúce sa dizajnu, ktoré sa vyskytnú pri softvéri. Venujte zvýšenú pozornosť týmto upozorneniam, pretože to naznačuje niektoré nedostatky v dizajne, ktoré ste mohli urobiť.

Spolu s bočným pohľadom na raketu môžete kliknúť aj na pohľad zozadu. Toto konštrukčné zobrazenie vám ukáže všetky vnútorné a vonkajšie priemery tela a bloku motora.

Keď ste spokojní s tým, že máte dizajn, ktorý bude dobre fungovať, je čas na jeho spustenie prostredníctvom simulátora. Všetko, čo musíte urobiť, je kliknúť na „Letové simulácie”V hornej časti okna aplikácie.

Vykonávanie simulovaných letov

V tejto chvíli je čas na chladnú časť. Otestujte svoj dizajn, aby ste zistili, ako dobre funguje a aké údaje získate späť, pokiaľ ide o dráhu letu, rýchlosť, nadmorskú výšku a ďalšie. Ak chcete získať presnú simuláciu, skúste odhadnúť parametre prostredia vašej skutočnej testovacej oblasti a zahrnúť ich do „Podmienky spustenia“. Pridajte rýchlosť vetra, súradnice GPS vášho webu a dokonca aj rozmery štartovacej tyče. Všetky tieto veci môžu mať vplyv na požadované výsledky.

Budete tiež musieť použiť okno s konfiguráciou motora, aby ste vybrali, ktorý motor chcete použiť vo svojej rakete a kam chcete umiestniť (alebo ich). Ako som už spomenul, OpenRocket je dodávaný so všetkými štandardnými výrobcami motorov a konštrukciami motorov. Samozrejme, že zvolený motor ovplyvní aj vašu letovú simuláciu, nezabudnite preto zvoliť motor, ktorý používate v skutočnom svete.

Keď ste pripravení spustiť simuláciu, kliknite na ikonu Vynesú sa údaje nezabudnite vybrať konfiguráciu grafu, ktorú chcete trendovať - ​​napríklad vertikálny pohyb alebo skutočnú dráhu letu - a potom kliknite na tlačidlo „Spustiť simuláciu “. Potom kliknite na Vyneste let aby ste videli svoje údaje.

Je zrejmé, že graf postranného profilu je najjasnejšou indikáciou správania vašej rakety. Uvidíte presne, akú výšku vaša raketa dosiahla, a uvidíte tiež dráhu parabolického letu vrátane prejdenej vzdialenosti, polohy vrcholu a zapálenia padáka.

Kliknutím na ktorýkoľvek z ďalších parametrov v rozbaľovacom zozname získate samozrejme prehľad o všetkých údajoch z letu. Môžete vidieť všetko, čo tvorí vertikálny pohyb v porovnaní so zapaľovaním a vyhorením motora, stabilitou, ťahaním a oveľa viac. Toto sú všetky údajové body, ktoré by ste nikdy nemohli získať z testovacieho letu v reálnom svete v amatérskej situácii.

Vykreslenie týchto testovacích letov a zistenie toho, čo z údajov môžete, vám umožní prísť s efektívnejšími a výkonnejšími návrhmi, ktoré dosahujú požadované výsledky spustenia. Krása spočíva v tom, že pomocou svojho počítača môžete vyvinúť dokonalý dizajn raketového modelu bez toho, aby ste museli s prototypmi tráviť veľa času a peňazí. Môžete nechať počítač urobiť prototypovanie a potom môžete svoj skutočný projekt založiť na konečných parametroch simulátora.

Ste v budovaní modelových rakiet? Myslíte si, že vám OpenRocket môže pomôcť vytvoriť lepší dizajn? Vyskúšajte to a uvidíte, čo si myslíte! Podeľte sa o svoje skúsenosti a myšlienky v sekcii komentárov nižšie.

Kredity obrázkov: Model Rocket Via Shutterstock