Z OpenRocketom simulirajte gradnjo in zagon vzorčne rakete

Oglas

Spominjam se, ko sem bil v juniorju, je bil eden mojih najljubših trgovinskih projektov, ko smo načrtovali, izdelovali, gradili in nato izstrelili dejansko modelno raketo. Celotna ideja prepleta različnih oblikovnih parametrov za doseganje večje nadmorske višine ali večje hitrosti je res zelo zabavno, da ne omenjam odličnega načina poučevanja fizike in inženiringa na praktičen način.

Tukaj radi izdelujemo modele na MUO. Zato smo pokrivali zgodbe, kot so ustvarjanje vzorčne postavitve vlakov Kako ustvariti simulirane načrte postavitve vlakov in upravljalni vlak z računalnikom Preberi več in spletnih virov za izdelavo modelov. Ena težava pri uglaševanju modela modela v resničnem svetu je, da morate za njegovo preizkušnjo ponovno zgraditi raketo s temi novimi parametri izvedite testni zagon in se nato vrnite na risalno ploščo, da še izboljšate svoje oblikovanje.

Kaj pa, če bi za simulacijo izstrelitve modela rakete lahko uporabili računalnik z možnostjo spreminjanja in testiranja vseh možnih sprememb, ki jih lahko naredite v svoji zasnovi raket? Obstaja ravno takšna aplikacija in imenuje se OpenRocket.

Sestavljanje testnih raket v OpenRocket

OpenRocket je aplikacija, ki temelji na Javi, zato bi se morala izvajati na večini platform, na katerih je nameščen program Java. Ko ga prvič zaženete, boste videli, kako očitno je, da je kdor je ustvaril to aplikacijo, navdušen graditelj raket. Aplikacija je založena z vsemi komponentami, materiali in celo znamkami in modeli motorjev, ki bi šli v tipično raketno zasnovo.

Oblikovanje vaše simulirane rakete modela

Ko prvič zaženete aplikacijo, boste morali poimenovati svoj dizajn in navesti svoje ime oblikovalca. Glavno okno ima več glavnih podoknov, vključno z oblikovalnim drevesom zgoraj levo, podoknom za izbiro komponent v zgornjem desnem kotu in zaslonom zaslona na dnu.

Vsako komponento zasnove lahko oblikujete tako, da izberete komponento na vrhu zaslon in nato izpolnite vse oblikovne parametre na konfiguracijskem zaslonu, ki se odpre to. Dodelili boste dolžino, premer, debelino stene in celo iz materiala, iz katerega je sestavljena komponenta, in iz kakšnega zaključka podokna.

Ko oblikujete vsako komponento, boste ob telesu videli dva simbola, ki bosta pokazala težišče rakete (CG) in tlačno središče (CP). Preučili boste oblikovanje parametrov za nosni stožec, telo in prehod. Nato lahko dodelite celo dodatke, ki jih boste dodali, kot padalo.

Kot lahko vidite tukaj, vam drevo oblikovalcev omogoča hitro in enostavno krmarjenje po zasnovi, tako da lahko za vsako komponento prilagodite stvari, ne da bi jih morali loviti v glavni izvedbi okno.

Ko govorimo o glavnem oknu za oblikovanje, vam pokaže vse trenutne "statistike", ki ustrezajo vašemu trenutnemu dizajnu. Videli boste CG, CP, dolžino in širino. Poleg tega vam bo dal trenutno maso in premer, v spodnjem desnem kotu oblikovalnega okna pa boste videli vsa oblikovna opozorila, ki jih programska oprema izda. Bodite pozorni na ta opozorila, ker kažejo na nekatere pomanjkljivosti oblikovanja, ki ste jih morda naredili.

Skupaj s stranskim pogledom rakete lahko kliknete tudi, če si želite ogledati tudi pogled nazaj. Ta oblikovni pogled vam bo pokazal vse notranje in zunanje premere karoserije in bloka motorja.

Ko se prepričate, da imate zasnovo, ki bo delovala dobro, je čas, da jo zaženete prek simulatorja. Če želite to narediti, morate samo klikniti "Simulacije letenja"Na vrhu okna aplikacije.

Izvajanje simuliranih letov

V tem trenutku je čas za kul del. Preizkusite svoj dizajn, da vidite, kako uspešen je in katere podatke dobite nazaj, kar zadeva pot leta, hitrost, nadmorsko višino in drugo. Če želite izdelati natančno simulacijo, poskusite oceniti okoljske parametre vašega pravega testnega območja in jih vključiti v polje »Pogoji za zagon"Gumb. Dodajte hitrost vetra, GPS koordinate vašega spletnega mesta in celo dimenzije vaše palice. Vse te lahko vplivajo na vaše želene rezultate.

V oknu s konfiguracijami motorja boste morali izbrati tudi, kateri motor želite uporabljati v svoji raketi in kam ga želite namestiti (ali njih). Kot sem že omenil, je OpenRocket prednastavljen z vsemi standardnimi proizvajalci motorjev in modeli motorjev. Očitno bo motor, ki ga izberete, vplival tudi na vašo simulacijo letenja, zato ne pozabite izbrati motorja, ki ga uporabljate v resničnem svetu.

Ko ste pripravljeni zagnati simulacijo, kliknite na Podatki o parcelah na kartici, se prepričajte, da izberete konfiguracijo ploskve, ki jo želite trendirati - na primer navpično gibanje ali dejanska pot leta - in kliknite »Zaženi simulacijo ”. Nato kliknite na Plotov let za ogled vaših podatkov.

Očitno je, da je ploskev stranskega profila najjasnejši pokazatelj obnašanja vaše rakete. Videli boste natančno, kolikšno višino je dosegla vaša raketa, prav tako boste videli parabolično pot letenja, vključno s prevoženo razdaljo, vršno lego in vžigom s padalom.

Seveda boste s klikom na katerega koli od drugih parametrov na spustnem seznamu dobili vpogled v vse podatke iz leta. Vse lahko vidite v navpičnem gibanju v primerjavi z vžigom motorja in izgorevanjem, stabilnosti, vlečenju in še veliko več. Vse to so podatkovne točke, ki jih v amaterskih razmerah nikoli ne bi mogli dobiti iz testnega leta v resničnem svetu.

Če narišemo te testne lete in se naučimo, kaj lahko pridobite iz podatkov, vam omogočajo bolj učinkovite in zmogljive zasnove, ki dosegajo resnično želene rezultate zagona. Lepota je v tem, da lahko z računalnikom razvijete popoln model raketne zasnove, ne da bi morali porabiti veliko časa in denarja za prototipe. Računalniku lahko pustite, da izvede prototipiranje, nato pa svoj resnični projekt lahko utemeljite na končnih parametrih s simulatorja.

Ste v izdelavo modelnih raket? Ali menite, da vam bo OpenRocket lahko pomagal sestaviti boljši dizajn? Preizkusite in poglejte, kaj mislite! Delite svoje izkušnje in misli v spodnjem razdelku s komentarji.

Slikovni krediti: Model Raketa Via Shutterstock