Προσομοίωση κατασκευής και εκτόξευσης ενός μοντέλου πυραύλων με OpenRocket

Διαφήμιση

Θυμάμαι, όταν ήμουν στο γυμνάσιο, ότι ένα από τα αγαπημένα μου μαγαζιά ήταν όταν σχεδιάσαμε, κατασκευάσαμε, χτίσαμε και μετά ξεκινήσαμε έναν πραγματικό μοντέλο πυραύλων. Η όλη ιδέα της τροποποίησης διαφορετικών παραμέτρων σχεδιασμού για την επίτευξη μεγαλύτερου υψομέτρου ή μεγαλύτερης ταχύτητας είναι πραγματικά πολύ διασκεδαστικό, για να μην αναφέρουμε έναν εξαιρετικό τρόπο διδασκαλίας της φυσικής και της μηχανικής με πρακτικό τρόπο.

Μας αρέσει να φτιάχνουμε μοντέλα εδώ στο MUO. Γι 'αυτό έχουμε καλύψει ιστορίες όπως η δημιουργία πρότυπη διάταξη αμαξοστοιχίας Πώς να δημιουργήσετε προσομοιωμένα σχέδια διάταξης αμαξοστοιχίας & ελέγχου αμαξοστοιχίας με τον υπολογιστή σας Διαβάστε περισσότερα και πόροι Ιστού για την κατασκευή μοντέλων. Ένα πρόβλημα με την προσαρμογή ενός μοντέλου στον πραγματικό κόσμο είναι ότι για να το δοκιμάσετε, πρέπει να ξαναχτίσετε έναν πύραυλο με αυτές τις νέες παραμέτρους, κάντε μια δοκιμαστική εκκίνηση και, στη συνέχεια, επιστρέψτε στον πίνακα σχεδίασης για να βελτιώσετε περαιτέρω τη δική σας σχέδιο.

Τι γίνεται αν θα μπορούσατε να χρησιμοποιήσετε έναν υπολογιστή για να προσομοιώσετε ένα μοντέλο εκτόξευσης πυραύλων, με τη δυνατότητα τροποποίησης και δοκιμής όλων των πιθανών αλλαγών που μπορείτε να κάνετε στο σχεδιασμό πυραύλων σας; Υπάρχει μια τέτοια εφαρμογή και ονομάζεται OpenRocket.

Δημιουργία δοκιμαστικών πυραύλων στο OpenRocket

OpenRocket είναι μια εφαρμογή που βασίζεται σε Java, επομένως θα πρέπει να εκτελείται στις περισσότερες πλατφόρμες με εγκατεστημένο τον κινητήρα Java. Όταν την εκκινήσετε για πρώτη φορά, θα δείτε πόσο προφανές είναι ότι όποιος δημιούργησε αυτήν την εφαρμογή ήταν ένας άπληστος κατασκευαστής πυραύλων μοντέλων. Η εφαρμογή έρχεται εφοδιασμένη με όλα τα εξαρτήματα, τα υλικά και ακόμη και τις μάρκες και τα μοντέλα κινητήρων που θα έκαναν έναν τυπικό σχεδιασμό πυραύλων.

Σχεδιάζοντας τον προσομοιωμένο πύραυλο μοντέλου σας

Κατά την πρώτη εκκίνηση της εφαρμογής, θα πρέπει να ονομάσετε το σχέδιό σας και να δώσετε το όνομά σας ως σχεδιαστή. Το κύριο παράθυρο έχει πολλά κύρια παράθυρα, συμπεριλαμβανομένου του δέντρου σχεδίασης προς τα πάνω αριστερά, του παραθύρου επιλογής στοιχείων προς τα επάνω δεξιά και της οθόνης προβολής σχεδιασμού στο κάτω μέρος.

Μπορείτε να εργαστείτε σχεδιάζοντας κάθε στοιχείο του σχεδιασμού επιλέγοντας το στοιχείο στο επάνω μέρος του οθόνη και στη συνέχεια συμπληρώνοντας όλες τις παραμέτρους σχεδίασης στην οθόνη διαμόρφωσης που ανοίγει το. Θα ορίσετε μήκος, διαμέτρους, πάχος τοιχώματος και ακόμη και ποιο υλικό είναι κατασκευασμένο από αυτό το εξάρτημα και τι είδους φινίρισμα υαλοπίνακα θα έχει.

Καθώς σχεδιάζετε κάθε στοιχείο, θα δείτε τα δύο σύμβολα που βρίσκονται κατά μήκος του σώματος που θα σας δείξουν το κέντρο βάρους του πυραύλου (CG) και το κέντρο πίεσης (CP). Θα περάσετε από την εκχώρηση παραμέτρων σχεδιασμού για τον κώνο της μύτης, το σώμα και τη μετάβαση. Στη συνέχεια, μπορείτε ακόμη να ορίσετε ποια αξεσουάρ θα προσθέσετε, όπως αλεξίπτωτο.

Όπως μπορείτε να δείτε εδώ, το δέντρο σχεδίασης σάς επιτρέπει να πλοηγηθείτε στο σχέδιό σας με γρήγορο και εύκολο τρόπο, έτσι ώστε να μπορείτε να τροποποιήσετε τα πράγματα για κάθε στοιχείο χωρίς να χρειάζεται να το κυνηγάτε στον κύριο σχεδιασμό παράθυρο.

Μιλώντας για το κύριο παράθυρο σχεδιασμού, σας δείχνει όλα τα τρέχοντα «στατιστικά» που ταιριάζουν με το τρέχον σχέδιό σας. Θα δείτε το CG, CP, το μήκος και το πλάτος. Επιπλέον, θα σας δώσει την τρέχουσα μάζα και διάμετρο και θα δείτε τυχόν προειδοποιήσεις σχεδίασης ότι το λογισμικό εκδίδεται στην κάτω δεξιά γωνία του παραθύρου σχεδίασης. Δώστε ιδιαίτερη προσοχή σε αυτές τις προειδοποιήσεις, επειδή υποδεικνύει κάποια ελαττώματα σχεδιασμού που μπορεί να έχετε κάνει.

Μαζί με την πλάγια όψη του πυραύλου, μπορείτε επίσης να κάνετε κλικ για να δείτε και την πίσω όψη. Αυτή η σχεδίαση θα σας δείξει όλες τις εσωτερικές και εξωτερικές διαμέτρους του αμαξώματος και του μπλοκ κινητήρα.

Μόλις είστε ικανοποιημένοι ότι έχετε ένα σχέδιο που θα λειτουργεί καλά, ήρθε η ώρα να το εκτελέσετε μέσω του προσομοιωτή. Για να το κάνετε αυτό, το μόνο που έχετε να κάνετε είναι να κάνετε κλικ στο "Προσομοιώσεις πτήσηςΚαρτέλα στο πάνω μέρος του παραθύρου εφαρμογής.

Εκτέλεση προσομοιωμένων πτήσεων

Σε αυτό το σημείο, ήρθε η ώρα για το δροσερό μέρος. Δοκιμάστε το σχέδιό σας για να δείτε πόσο καλά αποδίδει και ποια δεδομένα λαμβάνετε ως προς τη διαδρομή πτήσης, την ταχύτητα, το υψόμετρο και άλλα. Για να δημιουργήσετε μια ακριβή προσομοίωση, προσπαθήστε να εκτιμήσετε τις περιβαλλοντικές παραμέτρους της πραγματικής περιοχής δοκιμής σας και να τις συμπεριλάβετε στο "Συνθήκες εκκίνησηςΚουμπί. Προσθέστε την ταχύτητα του ανέμου, τις συντεταγμένες GPS του ιστότοπού σας, και ακόμη και τις διαστάσεις της ράβδου εκτόξευσης. Όλα αυτά μπορούν να επηρεάσουν τα επιθυμητά αποτελέσματά σας.

Θα πρέπει επίσης να χρησιμοποιήσετε το παράθυρο διαμορφώσεων κινητήρα για να επιλέξετε ποιος κινητήρας θέλετε να χρησιμοποιήσετε στον πύραυλο και πού θέλετε να τον τοποθετήσετε (ή αυτούς). Όπως ανέφερα νωρίτερα, το OpenRocket έρχεται προεγκατεστημένο με όλους τους τυπικούς κατασκευαστές κινητήρων και τα σχέδια κινητήρων. Προφανώς, ο κινητήρας που θα επιλέξετε θα επηρεάσει επίσης την προσομοίωση της πτήσης σας, οπότε φροντίστε να επιλέξετε τον κινητήρα που χρησιμοποιείτε στον πραγματικό κόσμο.

Όταν είστε έτοιμοι να εκτελέσετε την προσομοίωση, κάντε κλικ στο Δεδομένα γραφήματος καρτέλα, βεβαιωθείτε ότι έχετε επιλέξει τη διαμόρφωση της πλοκής που θέλετε να τάσετε - όπως κάθετη κίνηση ή πραγματική διαδρομή πτήσης - και στη συνέχεια κάντε κλικ στο κουμπί "Εκτέλεση προσομοίωσης ". Στη συνέχεια κάντε κλικ στο Πτήση πλοκής για να δείτε τα δεδομένα σας.

Προφανώς, η πλοκή πλευρικού προφίλ είναι η σαφέστερη ένδειξη της συμπεριφοράς του πύραυλού σας. Θα δείτε ακριβώς πόσο υψόμετρο πέτυχε ο πύραυλός σας και θα δείτε επίσης το παραβολικό μονοπάτι πτήσης, όπως η απόσταση που καλύπτεται, η κορυφή και η ανάφλεξη με αλεξίπτωτο.

Φυσικά, κάνοντας κλικ σε οποιαδήποτε από τις άλλες παραμέτρους της αναπτυσσόμενης λίστας θα σας δώσει μια πλήρη εικόνα για όλα τα δεδομένα από την πτήση. Μπορείτε να δείτε τα πάντα να σχηματίζουν κάθετη κίνηση σε σύγκριση με την ανάφλεξη του κινητήρα και την εξάντληση, τη σταθερότητα, τη μεταφορά και πολλά άλλα. Αυτά είναι όλα τα σημεία δεδομένων που δεν θα μπορούσατε ποτέ να αποκτήσετε από μια πραγματική δοκιμαστική πτήση σε μια ερασιτεχνική κατάσταση.

Σχεδιάζοντας αυτές τις δοκιμαστικές πτήσεις και μαθαίνοντας ό, τι μπορείτε από τα δεδομένα, μπορείτε να βρείτε πιο αποτελεσματικά και ισχυρά σχέδια που επιτυγχάνουν τα αποτελέσματα της εκτόξευσης που πραγματικά θέλετε. Η ομορφιά του είναι ότι μπορείτε να αναπτύξετε έναν τέλειο σχεδιασμό πυραύλων μοντέλου χρησιμοποιώντας τον υπολογιστή σας, χωρίς να χρειάζεται να ξοδεύετε πολύ χρόνο και χρήμα με πρωτότυπα. Μπορείτε να αφήσετε τον υπολογιστή σας να κάνει το πρωτότυπο και στη συνέχεια να βάλετε το πραγματικό σας έργο στις τελικές παραμέτρους του προσομοιωτή.

Θέλετε να δημιουργήσετε πυραύλους μοντέλων; Πιστεύετε ότι το OpenRocket μπορεί να σας βοηθήσει να δημιουργήσετε έναν καλύτερο σχεδιασμό; Δοκιμάστε το και δείτε τι πιστεύετε! Μοιραστείτε τις εμπειρίες και τις σκέψεις σας στην παρακάτω ενότητα σχολίων.

Συντελεστές εικόνας: Μοντέλο Rocket Via Shutterstock