Simulujte vytváření a spouštění rakety modelu pomocí OpenRocket

reklama

Vzpomínám si, když jsem byl v juniorské výšce, že jedním z mých oblíbených obchodních projektů bylo, když jsme navrhovali, vyráběli, stavěli a poté spustili skutečnou modelovou raketu. Celá myšlenka vyladění různých konstrukčních parametrů k dosažení vyšší nadmořské výšky nebo vyšší rychlosti je opravdu hodně legrace, nemluvě o skvělém způsobu výuky fyziky a techniky praktickým způsobem.

Milujeme výrobu modelů zde na MUO. Proto jsme pokryli příběhy, jako je tvorba rozložení modelu vlaku Jak vytvořit simulované plány rozvržení modelu vlaku a řídit vlak pomocí počítače Přečtěte si více a webové zdroje pro tvorbu modelů. Jedním z problémů vyladění modelu v reálném světě je to, že pro jeho vyzkoušení musíte znovu postavit raketu s těmito novými parametry proveďte zkušební spuštění a poté se vraťte na rýsovací prkno, abyste vylepšili své design.

Co kdybyste mohli použít počítač k simulaci spuštění rakety modelu, se schopností modifikovat a otestovat všechny možné změny, které můžete provést v návrhu rakety? Existuje jen taková aplikace a nazývá se OpenRocket.

Vytváření zkušebních raket v OpenRocket

OpenRocket je aplikace založená na Java, takže by měla běžet na většině platforem, na kterých je nainstalován modul Java. Když jej poprvé spustíte, uvidíte, jak je zřejmé, že kdokoli vytvořil tuto aplikaci, byl vášnivým tvůrcem raket. Aplikace je dodávána se všemi komponenty, materiály a dokonce i značkami a modely motorů, které by šly do typického designu rakety.

Navrhování vaší simulované modelové rakety

Při prvním spuštění aplikace budete muset pojmenovat svůj design a uvést své jméno jako návrháře. Hlavní okno obsahuje několik hlavních panelů, včetně stromu návrhu vlevo nahoře, podokna pro výběr komponentu vpravo nahoře a obrazovky pro zobrazení návrhu dole.

Můžete navrhnout každou součást návrhu výběrem komponenty v horní části a vyplněním všech parametrů návrhu na konfigurační obrazovce, která se otevře to. Přiřadíte délku, průměry, tloušťku stěny a dokonce i to, z jakého materiálu je tato součást vyrobena a jaký druh panelu má povrchovou úpravu.

Při navrhování každé součásti uvidíte dva symboly umístěné podél těla, které vám ukážou těžiště rakety (CG) a střed tlaku (CP). Provedete přiřazení návrhových parametrů pro kužel nosu, tělo a přechod. Poté můžete dokonce přiřadit, jaké doplňky přidáte, například padák.

Jak můžete vidět zde, strom designu vám umožňuje rychlou a snadnou navigaci v návrhu, takže můžete vylepšit věci pro každou součást, aniž byste ji museli lovit v hlavním designu okno.

Když už mluvíme o hlavním okně návrhu, ukazuje všechny aktuální „statistiky“, které jdou spolu s vaším aktuálním designem. Uvidíte CG, CP, délku a šířku. Navíc vám poskytne aktuální hmotnost a průměr a v pravém dolním rohu okna se zobrazí jakákoli varování při návrhu, která software vydává. Věnujte zvláštní pozornost těmto výstrahám, protože to naznačuje některé nedostatky v designu, které jste možná udělali.

Spolu s bočním pohledem na raketu můžete také kliknout a zobrazit také pohled zezadu. Toto konstrukční zobrazení vám ukáže všechny vnitřní a vnější průměry tělesa a bloku motoru.

Až budete spokojeni, že máte design, který bude dobře fungovat, je čas jej provést simulátorem. K tomu stačí kliknout na „Letové simulace”V horní části okna aplikace.

Provádění simulovaných letů

V tuto chvíli je čas na skvělou část. Otestujte svůj design, abyste zjistili, jak dobře funguje a jaká data získáte zpět, pokud jde o letovou cestu, rychlost, nadmořskou výšku a další. Chcete-li vytvořit přesnou simulaci, zkuste odhadnout parametry prostředí vaší skutečné testovací oblasti a zahrnout je do „Podmínky spuštění" knoflík. Přidejte rychlost větru, souřadnice GPS vašeho webu a dokonce i rozměry spouštěcího prutu. Všechny tyto věci mohou mít vliv na požadované výsledky.

Budete také muset použít okno s konfigurací motoru pro výběr motoru, který chcete použít ve vaší raketě a kam chcete umístit (nebo je). Jak jsem již zmínil, OpenRocket je dodáván se všemi standardními výrobci motorů a návrhy motorů. Je zřejmé, že zvolený motor bude mít také vliv na vaši simulaci letu, takže nezapomeňte zvolit motor, který používáte ve skutečném světě.

Až budete připraveni spustit simulaci, klikněte na ikonu Vykreslit data kartu, ujistěte se, že jste vybrali konfiguraci vykreslování, kterou chcete trendovat - například vertikální pohyb nebo skutečnou cestu letu - a poté klikněte na „Spustit simulaci “. Poté klikněte na Vykreslete let vidět vaše data.

Je zřejmé, že graf postranního profilu je nejjasnějším ukazatelem chování vaší rakety. Uvidíte přesně, jakou výšku vaše raketa dosáhla, a uvidíte také dráhu parabolické letu včetně ujeté vzdálenosti, umístění vrcholu a zapálení padáku.

Kliknutím na některý z dalších parametrů v rozevíracím seznamu získáte samozřejmě spoustu informací o všech datech z letu. Můžete vidět vše, co tvoří svislý pohyb ve srovnání se zapálením a vyhořením motoru, stabilitou, tažením a mnohem více. To jsou všechny datové body, které byste nikdy nemohli získat z testovacího letu v reálném světě v amatérské situaci.

Vynesením těchto zkušebních letů a naučením se, co můžete z dat, můžete vycházet s účinnějšími a výkonnějšími návrhy, které dosáhnou výsledků spuštění, které opravdu chcete. Krása spočívá v tom, že pomocí svého počítače můžete vyvinout dokonalý design raketového modelu, aniž byste museli s prototypy trávit spoustu času a peněz. Můžete nechat počítač udělat prototypování a pak můžete založit svůj skutečný projekt na konečných parametrech ze simulátoru.

Vytváříte modelové rakety? Myslíte si, že vám OpenRocket může pomoci vytvořit lepší design? Vyzkoušejte to a uvidíte, co si myslíte! Podělte se o své zážitky a myšlenky v níže uvedené sekci komentářů.

Obrazové kredity: Model Rocket Via Shutterstock