Modelējiet raķetes veidošanu un palaišanu ar OpenRocket

Reklāma

Kad es biju junioru augstumā, es atceros, ka viens no maniem iecienītākajiem veikala projektiem bija tad, kad mēs izstrādājām, izgatavojām, uzbūvējām un pēc tam palaidām reālu modeļa raķeti. Visa ideja par dažādu dizaina parametru pielāgošanu, lai sasniegtu lielāku augstumu vai lielāku ātrumu ir patiešām daudz prieka, nemaz nerunājot par lielisku veidu, kā praktiski mācīt fiziku un inženierzinātnes.

Mums patīk veidot modeļus šeit MUO. Tāpēc mēs esam apskatījuši tādus stāstus kā veidošana vilcienu maketu paraugi Kā izveidot modelētu vilciena izkārtojuma plānu un kontrolēt vilcienu ar datoru Lasīt vairāk un tīmekļa resursi modeļu veidošanai. Viena no problēmām ar modeļa pielāgošanu reālajā pasaulē ir tāda, ka, lai to pārbaudītu, jums ir no jauna jāuzbūvē raķete izmantojot šos jaunos parametrus, veiciet testa palaišanu un pēc tam dodieties atpakaļ uz rasēšanas dēli, lai vēl vairāk uzlabotu savu dizains.

Ko darīt, ja jūs varētu izmantot datoru, lai simulētu raķetes palaišanas modeli ar iespēju modificēt un pārbaudīt visas iespējamās izmaiņas, kuras varat veikt raķetes dizainā? Ir tikai šāda lietojumprogramma, un to sauc par OpenRocket.

Pārbaudes raķešu būvēšana OpenRocket

OpenRocket ir Java balstīta lietojumprogramma, tāpēc tai vajadzētu darboties lielākajā daļā platformu, kurās ir instalēts Java dzinējs. Pirmoreiz palaižot to, jūs redzēsit, cik acīmredzams ir tas, ka tas, kurš izveidoja šo lietojumprogrammu, bija dedzīgs raķešu būvētājs. Lietojumprogramma ir aprīkota ar visām sastāvdaļām, materiāliem un pat dzinēju zīmoliem un modeļiem, kas nonāk tipiskā raķešu dizainā.

Jūsu modelētās raķetes projektēšana

Pirmoreiz palaižot lietojumprogrammu, jums būs jāpiešķir nosaukums savam dizainam un jānorāda savs dizainera vārds. Galvenajam logam ir vairākas galvenās rūtis, ieskaitot dizaina koku augšējā kreisajā stūrī, komponentu izvēles rūti augšējā labajā pusē un dizaina displeja ekrānu apakšā.

Jūs varat strādāt, izstrādājot katru dizaina komponentu, izvēloties komponentu lapas augšpusē un pēc tam konfigurācijas ekrānā, kas tiek atvērts, aizpildiet visus dizaina parametrus tā. Jūs piešķirsit garumu, diametru, sienas biezumu un pat to, no kāda materiāla šī sastāvdaļa ir izgatavota, un kāda veida rūts apdare tam būs.

Projektējot katru sastāvdaļu, jūs redzēsit divus simbolus, kas atrodas gar ķermeni un parādīs raķetes smaguma centru (CG) un spiediena centru (CP). Piešķirot dizaina parametrus deguna konusam, ķermenim un pārejai. Pēc tam jūs pat varat noteikt, kādus piederumus pievienosit, piemēram, izpletni.

Kā redzat šeit, dizaina koks ļauj ātri un ērti pārvietoties pa dizainu, lai jūs varētu pielāgot katra komponenta lietas, nedomājot par to galvenajā dizainā logs.

Runājot par galveno dizaina logu, tas parāda visu pašreizējo “statistiku”, kas iet kopā ar jūsu pašreizējo dizainu. Jūs redzēsit CG, CP, garumu un platumu. Turklāt tas jums parādīs pašreizējo masu un diametru, un dizaina loga apakšējā labajā stūrī jūs redzēsit brīdinājumus par dizainu, ko programmatūra rada. Pievērsiet īpašu uzmanību šiem brīdinājumiem, jo ​​tie norāda uz dažiem dizaina trūkumiem, kurus jūs varētu būt pieļāvusi.

Vienlaicīgi ar raķetes sānu skatu varat arī noklikšķināt, lai redzētu arī atpakaļskatu. Šis dizaina skats parādīs visu virsbūves un motora bloka iekšējo un ārējo diametru.

Kad esat pārliecināts, ka jums ir labs dizains, ir pienācis laiks to palaist caur simulatoru. Lai to izdarītu, viss, kas jums jādara, ir noklikšķiniet uz “Lidojuma simulācijasCilni lietojumprogrammas loga augšpusē.

Veic imitētus lidojumus

Šajā brīdī ir pienācis laiks foršajai daļai. Pārbaudiet savu dizainu, lai redzētu, cik labi tas darbojas un kādus datus jūs saņemat atpakaļ, piemēram, par lidojuma trajektoriju, ātrumu, augstumu un citu. Lai iegūtu precīzu simulāciju, mēģiniet novērtēt reālā testa apgabala vides parametrus un iekļaujiet tos sadaļā “Palaišanas nosacījumi”Pogu. Pievienojiet vēja ātrumu, vietnes GPS koordinātas un pat starta izmērus. Visas šīs lietas var ietekmēt jūsu vēlamos rezultātus.

Jums būs jāizmanto arī motora konfigurācijas logs, lai izvēlētos, kuru motoru vēlaties izmantot raķetē un kur to (vai tos) ievietot. Kā jau iepriekš minēju, OpenRocket ir ielādēts kopā ar visiem standarta motoru ražotājiem un to dizainparaugiem. Acīmredzot jūsu izvēlētais motors ietekmēs arī jūsu lidojuma simulāciju, tāpēc pārliecinieties, ka esat izvēlējies motoru, kuru izmantojat reālajā pasaulē.

Kad esat gatavs veikt simulāciju, noklikšķiniet uz Zemes gabala dati cilnē pārliecinieties, ka esat izvēlējies tendences diagrammas konfigurāciju, piemēram, vertikālu kustību vai faktisko lidojuma trajektoriju, un pēc tam noklikšķiniet uz “Palaist simulāciju ”. Pēc tam noklikšķiniet uz Plot lidojums lai redzētu savus datus.

Acīmredzot sānu profila grafiks ir visskaidrākā jūsu raķetes izturēšanās pazīme. Jūs precīzi redzēsit, cik lielu augstumu ir sasniegusi jūsu raķete, kā arī redzēsit paraboliskā lidojuma trajektoriju, ieskaitot nobraukto attālumu, maksimālās vietas atrašanās vietu un izpletņa aizdedzi.

Protams, noklikšķinot uz jebkura no nolaižamā saraksta citiem parametriem, jūs iegūsit daudz ieskatu visos lidojuma datos. Var redzēt visu, kas veido vertikālu kustību, salīdzinot ar motora aizdedzi un izdegšanu, stabilitāti, vilkšanu un daudz ko citu. Šie ir visi datu punkti, kurus amatieru situācijā nekad nevarētu iegūt no reālās pasaules testa lidojuma.

Pārplānojot šos testa lidojumus un iemācoties no datiem, jūs varat nākt klajā ar efektīvāku un jaudīgāku dizainu, kas ļauj sasniegt vēlamos palaišanas rezultātus. Skaistums ir tas, ka, izmantojot datoru, jūs varat izveidot perfektu raķešu modeli, un jums nav jāpavada daudz laika un naudas, lai nākt klajā ar prototipiem. Jūs varat ļaut savam datoram veikt prototipēšanu, un pēc tam no simulatora varat balstīt savu reālo projektu uz pēdējiem parametriem.

Vai jūs plānojat veidot raķetes? Vai jūs domājat, ka OpenRocket varētu jums palīdzēt izveidot labāku dizainu? Izmēģiniet to un redziet, ko domājat! Dalieties pieredzē un domās komentāru sadaļā zemāk.

Attēlu kredīti: Raķetes modelis caur Shutterstock