Simulere Bygning og lancering af en modelraket med OpenRocket

Reklame

Jeg husker, da jeg var i ungdomshøjskolen, at et af mine yndlingsbutikprojekter var, da vi designede, fabrikerede, byggede og lancerede en egentlig modelraket. Hele ideen om at finpudse forskellige designparametre for at opnå en højere højde eller en større hastighed er virkelig en masse sjov, for ikke at nævne en fantastisk måde at undervise i fysik og teknik på en praktisk måde.

Vi elsker at lave modeller her på MUO. Derfor har vi dækket historier som at lave model toglayouts Sådan opretter du simulerede model togplaner & kontrol tog med din pc Læs mere og webressourcer til fremstilling af modeller. Et problem med at finjustere et modeldesign i den virkelige verden er, at for at teste den, skal du genopbygge en raket med disse nye parametre, lav en testlancering og gå derefter tilbage til tegnebrættet for yderligere at forbedre dit design.

Hvad nu hvis du kunne bruge en computer til at simulere en model raket-lancering med evnen til at ændre og teste alle de mulige ændringer, du kan foretage i dit raketdesign? Der er lige sådan en applikation, og det kaldes OpenRocket.

Opbygning af testraketter i OpenRocket

OpenRocket er et Java-baseret program, så det skal køre på de fleste platforme, der har Java-motoren installeret. Når du først starter den, vil du se, hvor indlysende det er, at den, der oprettede denne applikation, var en ivrig model raketbygger. Applikationen leveres med alle komponenter, materialer og endda motormærker og modeller, der ville gå i et typisk raketdesign.

Designe din simulerede model raket

Når du først starter applikationen, skal du navngive dit design og angive dit navn som designeren. Hovedvinduet har flere hovedruder, herunder designtræet øverst til venstre, ruden til komponentvalg til øverste højre og designskærmen i bunden.

Du kan arbejde gennem at designe hver komponent i designet ved at vælge komponenten øverst på skærmen, og udfyld derefter alle designparametre i den konfigurationsskærm, der åbnes for det. Du tildeler længde, diametre, vægtykkelse og endda hvilket materiale den komponent er lavet af, og hvilken slags rudefinish, den vil have.

Når du designer hver komponent, vil du se de to symboler placeret langs kroppen, der viser dig raketens tyngdepunkt (CG) og trykcenter (CP). Du vil gennemgå tildeling af designparametre for næskeglen, kroppen og overgangen. Derefter kan du endda tildele det tilbehør, du tilføjer, som en faldskærm.

Som du kan se her, giver designtræet dig mulighed for at navigere gennem dit design på en hurtig og nem måde, så du kan finjustere ting for hver komponent uden at skulle jage efter det i hoveddesignet vindue.

Apropos hoveddesignvinduet viser det dig alle de nuværende "statistikker", der følger med dit nuværende design. Du får vist CG, CP, længde og bredde. Derudover giver det dig den aktuelle masse og diameter, og du kan se alle designadvarsler, som softwaren udsender i nederste højre hjørne af designvinduet. Vær opmærksom på disse advarsler, fordi det indikerer nogle designfejl, du måske har gjort.

Sammen med raketten fra siden kan du også klikke for at se bagfra. Denne designvisning viser dig alle de indre og ydre diametre af karrosseriet og motorblokken.

Når du er tilfreds med, at du har et design, der fungerer godt, er det tid til at køre det gennem simulatoren. For at gøre det, skal du blot klikke på “Flygesimuleringer”-Fanen øverst i applikationsvinduet.

Udførelse af simulerede flyvninger

På dette tidspunkt er det tid for den seje del. Test dit design for at se, hvor godt det fungerer, og hvilke data du får tilbage så langt som flyvevej, hastighed, højde og mere. For at fremstille en nøjagtig simulering skal du prøve at estimere miljøparametrene for dit rigtige testområde og inkludere dem i “Startbetingelser”-Knappen. Tilføj vindhastighed, GPS-koordinaterne på dit websted og endda dimensioner på din startstang. Disse ting kan alle have indflydelse på dine ønskede resultater.

Du skal også bruge motorkonfigurationsvinduet til at vælge, hvilken motor du vil bruge i din raket, og hvor du vil placere den (eller dem). Som jeg nævnte tidligere kommer OpenRocket forudindlæst med alle standardmotorproducenter og motordesign. Det er klart, den motor, du vælger, vil også påvirke din flygesimulering, så sørg for at vælge den motor, du bruger i den virkelige verden.

Når du er klar til at køre simuleringen, skal du klikke på Plott data fanen, skal du sørge for at vælge den plotkonfiguration, du vil trende - som lodret bevægelse eller faktisk flyvesti - og derefter klikke på “Kør simulering ”. Klik derefter på Plotflyvning for at se dine data.

Naturligvis er sideprofilplottet den klareste indikation på din rakets opførsel. Du kan se nøjagtigt, hvor meget højde din raket opnåede, og du vil også se den paraboliske flyvevej, inklusive afstand, der er dækket, topplacering og faldskærmtænding.

Selvfølgelig, hvis du klikker på en af ​​de andre parametre i rullelisten, giver du dig en masse indsigt i alle dataene fra flyvningen. Du kan se alt fra lodret bevægelse sammenlignet med motorantændelse og udbrændthed, stabilitet, træk og meget mere. Dette er alle datapunkter, som du aldrig kunne få fra en rigtig testflyvning i en amatørsituation.

Hvis du planlægger disse testflyvninger og lærer, hvad du kan fra dataene, kan du komme med mere effektive og kraftfulde design, der opnår de lanceringsresultater, du virkelig ønsker. Det fine med det er, at du kan udvikle et perfekt raketdesign ved hjælp af din computer uden at skulle bruge en masse tid og penge på at komme med prototyper. Du kan lade din computer udføre prototyping, og du kan derefter basere dit rigtige projekt på de endelige parametre fra simulatoren.

Vil du bygge raketter? Tror du, at OpenRocket måske kan hjælpe dig med at sammensætte et bedre design? Prøv det, og se hvad du synes! Del dine oplevelser og tanker i kommentarfeltet nedenfor.

Billedkreditter: Model Rocket Via Shutterstock