Symuluj budowę i uruchomienie rakiety modelowej za pomocą OpenRocket

Pamiętam, kiedy byłem w gimnazjum, że jednym z moich ulubionych projektów sklepowych było zaprojektowanie, wyprodukowanie, zbudowanie, a następnie uruchomienie prawdziwej rakiety modelowej. Cały pomysł dostosowania różnych parametrów projektowych w celu osiągnięcia większej wysokości lub większej prędkości jest naprawdę świetną zabawą, nie wspominając o świetnym sposobie nauczania fizyki i inżynierii w praktyczny sposób.

Uwielbiamy tworzyć modele w MUO. Właśnie dlatego omawialiśmy takie historie jak tworzenie układów pociągów modelowych Jak tworzyć symulowane plany układów pociągów modelowych i sterować pociągiem za pomocą komputera Jak tworzyć symulowane plany układów pociągów modelowych i sterować pociągami za pomocą komputera i zasobów internetowych do tworzenia modeli. Jednym z problemów z dopracowaniem projektu modelu w prawdziwym świecie jest to, że aby go przetestować, musisz odbudować rakietę z tymi nowymi parametrami, uruchomić test, a następnie wrócić do deski kreślarskiej, aby jeszcze bardziej ulepszyć swój projekt.

A gdybyś mógł użyć komputera do symulacji wystrzelenia rakiety z możliwością modyfikowania i testowania wszystkich możliwych zmian w projekcie rakiety? Jest taka aplikacja, która nazywa się OpenRocket.

Budowanie rakiet testowych w OpenRocket

OpenRocket jest aplikacją opartą na Javie, więc powinna działać na większości platform, na których jest zainstalowany silnik Java. Po pierwszym uruchomieniu zobaczysz, jak oczywiste jest, że ktokolwiek stworzył tę aplikację, był zapalonym twórcą rakiet. Aplikacja jest zaopatrzona we wszystkie komponenty, materiały, a nawet marki i modele silników, które pasują do typowej konstrukcji rakietowej.

Projektowanie rakiety symulowanej

Po pierwszym uruchomieniu aplikacji musisz nazwać swój projekt i podać swoje nazwisko jako projektanta. Okno główne ma kilka głównych okienek, w tym drzewo projektu w lewym górnym rogu, panel wyboru komponentów w prawym górnym rogu i ekran wyświetlania projektu na dole.

Możesz pracować poprzez zaprojektowanie każdego komponentu projektu, wybierając komponent u góry ekranu, a następnie wypełniając wszystkie parametry projektu na ekranie konfiguracji, który się dla niego otworzy. Przypisz długość, średnicę, grubość ścianki, a nawet materiał, z którego wykonany jest ten komponent i jakiego rodzaju wykończenie szyby będzie miało.

Podczas projektowania każdego elementu zobaczysz dwa symbole umieszczone wzdłuż ciała, które pokażą środek ciężkości rakiety (CG) i środek nacisku (CP). Przejdziesz przez przypisywanie parametrów projektowych stożka nosowego, ciała i przejścia. Następnie możesz nawet przypisać akcesoria, które dodasz, takie jak spadochron.

Jak widać tutaj, drzewo projektu umożliwia szybkie i łatwe poruszanie się po projekcie, dzięki czemu można dostosowywać poszczególne elementy bez konieczności szukania go w głównym oknie projektu.

Mówiąc o głównym oknie projektu, pokazuje wszystkie bieżące “statystyki” które pasują do twojego obecnego projektu. Zobaczysz CG, CP, długość i szerokość. Ponadto poda aktualną masę i średnicę, a zobaczysz wszelkie ostrzeżenia projektowe, które oprogramowanie wyświetla w prawym dolnym rogu okna projektu. Zwróć szczególną uwagę na te ostrzeżenia, ponieważ wskazują one na pewne wady projektowe, które mogłeś popełnić.

Oprócz widoku z boku rakiety możesz także kliknąć, aby zobaczyć widok z tyłu. Ten widok projektu pokazuje wszystkie wewnętrzne i zewnętrzne średnice korpusu i bloku silnika.

Kiedy będziesz zadowolony, że masz projekt, który będzie działał dobrze, czas uruchomić go przez symulator. Aby to zrobić, wystarczy kliknąć przycisk “Symulacje lotów” zakładka w górnej części okna aplikacji.

Wykonywanie lotów symulowanych

W tym momencie czas na fajną część. Testowanie projektu, aby zobaczyć, jak dobrze się sprawdza i jakie dane otrzymujesz na trasie lotu, prędkości, wysokości i innych. Aby uzyskać dokładną symulację, spróbuj oszacować parametry środowiskowe rzeczywistego obszaru testowego i uwzględnić je w “Warunki uruchomienia” przycisk. Dodaj prędkość wiatru, współrzędne GPS witryny, a nawet wymiary pręta startowego. Te rzeczy mogą mieć wpływ na pożądane wyniki.

Będziesz także musiał skorzystać z okna konfiguracji silnika, aby wybrać silnik, którego chcesz użyć w rakiecie i gdzie chcesz go umieścić (lub je). Jak wspomniałem wcześniej, OpenRocket jest fabrycznie wyposażony we wszystkich standardowych producentów silników i konstrukcje silników. Oczywiście silnik, który wybierzesz, wpłynie również na twoją symulację lotu, więc wybierz silnik, którego używasz w prawdziwym świecie.

Kiedy będziesz gotowy do uruchomienia symulacji, kliknij Wykres danych , upewnij się, że wybierasz konfigurację wydruku, którą chcesz zmienić - na przykład ruch pionowy lub rzeczywistą ścieżkę lotu - a następnie kliknij “Uruchom symulację”. Następnie kliknij Lot działkowy aby zobaczyć swoje dane.

Oczywiście, profil boczny jest najwyraźniejszym wskaźnikiem zachowania twojej rakiety. Zobaczysz dokładnie, ile wysokości osiągnęła Twoja rakieta, a także zobaczysz paraboliczną ścieżkę lotu, w tym przebytą odległość, położenie szczytu i zapłon spadochronu.

Oczywiście, kliknięcie dowolnego z pozostałych parametrów na liście rozwijanej da ci wgląd w wszystkie dane z lotu. Możesz zobaczyć wszystko z ruchu pionowego w porównaniu do zapłonu i przepalenia silnika, stabilności, oporu i wiele więcej. Są to wszystkie punkty danych, których nigdy nie byłbyś w stanie uzyskać z lotu testowego w prawdziwym świecie w sytuacji amatorskiej.

Wykreślenie tych lotów testowych i zdobycie wiedzy na temat danych pozwala opracować bardziej wydajne i wydajne projekty, które pozwalają osiągnąć naprawdę pożądane rezultaty. Piękno tego polega na tym, że możesz opracować idealny model rakiety za pomocą komputera, bez potrzeby poświęcania dużej ilości czasu i pieniędzy na opracowywanie prototypów. Możesz pozwolić komputerowi na wykonanie prototypu, a następnie możesz oprzeć swój prawdziwy projekt na końcowych parametrach z symulatora.

Czy jesteś zainteresowany budowaniem rakiet modelowych? Czy uważasz, że OpenRocket może pomóc w stworzeniu lepszego projektu? Wypróbuj i zobacz, co myślisz! Podziel się swoimi doświadczeniami i przemyśleniami w sekcji komentarzy poniżej.

Kredyty obrazkowe: Model Rocket Via Shutterstock