Simulera att bygga och starta en modellraket med OpenRocket

Annons

Jag minns, när jag var ung, att ett av mina favoritbutikprojekt var när vi designade, tillverkade, byggde och sedan lanserade en verklig modellraket. Hela idén att finjustera olika designparametrar för att uppnå högre höjd eller högre hastighet är verkligen mycket kul, för att inte tala om ett bra sätt att lära fysik och teknik på ett praktiskt sätt.

Vi älskar att göra modeller här på MUO. Det är därför vi har behandlat historier som att skapa modell tåglayouter Hur man skapar simulerade modeller för tåglayout och kontrolltåg med din dator Läs mer och webbresurser för att skapa modeller. Ett problem med att finjustera en modelldesign i den verkliga världen är att för att testa den måste du bygga om en raket med de nya parametrarna, gör en testlansering och sedan tillbaka till tavlan för att förbättra din ytterligare design.

Vad händer om du skulle kunna använda en dator för att simulera en raketuppskjutning med förmågan att modifiera och testa alla möjliga förändringar du kan göra i din raketdesign? Det finns just en sådan applikation, och den kallas OpenRocket.

Bygga testraketar i OpenRocket

OpenRocket är en Java-baserad applikation, så den ska köras på de flesta plattformar som har Java-motorn installerad. När du först startar den ser du hur uppenbart det är att den som skapade den här applikationen var en ivrig modell raketbyggare. Applikationen levereras med alla komponenter, material och till och med motormärken och modeller som skulle gå in i en typisk raketdesign.

Designa din simulerade modellraket

När du först startar applikationen måste du namnge din design och ange ditt namn som formgivare. Huvudfönstret har flera huvudrutor, inklusive designträdet uppe till vänster, fältet för komponentval uppe till höger och designskärmen längst ner.

Du kan arbeta genom att designa varje komponent i designen genom att välja komponenten högst upp på skärmen och sedan fylla i alla designparametrar i konfigurationsskärmen som öppnas för den. Du tilldelar längd, diametrar, väggtjocklek och till och med vilket material den komponenten är gjord av och vilken typ av fönsterfinish som den kommer att ha.

När du utformar varje komponent ser du de två symbolerna som finns längs kroppen som visar dig raketens tyngdpunkt (CG) och tryckcentrum (CP). Du kommer att gå igenom tilldela designparametrar för näsa kon, kroppen och övergången. Då kan du till och med tilldela vilka tillbehör du ska lägga till, som en fallskärm.

Som ni ser här låter designträdet navigera genom din design på ett snabbt och enkelt sätt, så att du kan finjustera saker för varje komponent utan att behöva jaga efter det i huvudkonstruktionen fönster.

Med tanke på huvuddesignfönstret visar det dig all aktuell statistik som följer din nuvarande design. Du kommer att se CG, CP, längd och bredd. Dessutom kommer det att ge dig den aktuella massan och diametern och du ser alla designvarningar som programvaran ger ut i det nedre högra hörnet av designfönstret. Var uppmärksam på dessa varningar eftersom det indikerar några designfel som du kan ha gjort.

Tillsammans med raketten från sidan kan du också klicka för att se bakifrån också. Denna designvy visar alla inner- och ytterdiametrar på kaross och motorblock.

När du är nöjd med att du har en design som fungerar bra är det dags att köra den genom simulatorn. För att göra det, allt du behöver göra är att klicka på "Flygsimuleringar”-Fliken högst upp i applikationsfönstret.

Utför simulerade flygningar

Just nu är det dags för den coola delen. Testa din design för att se hur bra den fungerar och vilka data du får tillbaka så långt som flygväg, hastighet, höjd och mer. För att producera en exakt simulering, försök att uppskatta miljöparametrarna för ditt verkliga testområde och inkludera dem i "Startvillkor" knapp. Lägg till vindhastighet, GPS-koordinaterna på din webbplats och till och med dimensioner på din startstång. Dessa saker kan alla ha en inverkan på dina önskade resultat.

Du måste också använda fönstret motorkonfigurationer för att välja vilken motor du vill använda i din raket och var du vill placera den (eller dem). Som jag nämnde tidigare, är OpenRocket förladdad med alla standardmotortillverkare och motorkonstruktioner. Uppenbarligen kommer den motor du väljer också att påverka din flygsimulering, så se till att välja den motor du använder i den verkliga världen.

När du är redo att köra simuleringen klickar du på Plottdata -fliken, se till att du väljer den plottkonfiguration du vill trenda - som vertikal rörelse eller faktisk flygväg - och klicka sedan på "Kör simulering ”. Klicka sedan på Plottflygning för att se dina data.

Självklart är sidoprofilplottet den tydligaste indikationen på beteendet hos din raket. Du ser exakt hur mycket din raket har uppnått och du kommer också att se den paraboliska flygvägen inklusive täckt avstånd, toppplatsen och fallskärmtändningen.

Naturligtvis klickar du på någon av de andra parametrarna i rullgardinslistan får du en hel del insikt i alla data från flygningen. Du kan se att allt bildar vertikal rörelse jämfört med motorantändning och utbrändhet, stabilitet, dra och mycket mer. Det här är alla datapunkter som du aldrig skulle kunna få från en verklig testflyg i en amatörsituation.

Om du planerar dessa testflygningar och lär dig vad du kan från data kan du hitta effektivare och kraftfullare konstruktioner som uppnår de lanseringsresultat du verkligen vill ha. Det vackra med det är att du kan utveckla en perfekt raketdesign med din dator utan att behöva spendera mycket tid och pengar på att ta fram prototyper. Du kan låta din dator göra prototypen och sedan kan du basera ditt riktiga projekt på de slutliga parametrarna från simulatorn.

Vill du bygga modellraketer? Tror du att OpenRocket kan hjälpa dig att skapa en bättre design? Testa det och se vad du tycker! Dela dina erfarenheter och tankar i kommentarerna nedan.

Bildkrediter: Model Rocket Via Shutterstock