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Ich erinnere mich, als ich in der Junior High war, dass eines meiner Lieblings-Shop-Projekte war, als wir eine echte Modellrakete entworfen, hergestellt, gebaut und dann gestartet haben. Die ganze Idee, verschiedene Designparameter zu optimieren, um eine höhere Höhe oder eine höhere Geschwindigkeit zu erreichen macht wirklich viel Spaß, ganz zu schweigen von einer großartigen Möglichkeit, Physik und Ingenieurwesen auf praktische Weise zu unterrichten.
Wir lieben es, hier bei MUO Modelle zu bauen. Deshalb haben wir Geschichten wie das Machen behandelt Modelleisenbahn-Layouts So erstellen Sie simulierte Modellbahn-Layoutpläne und steuern den Zug mit Ihrem PC Weiterlesen und Webressourcen zum Erstellen von Modellen. Ein Problem bei der Optimierung eines Modelldesigns in der realen Welt besteht darin, dass Sie zum Testen eine Rakete neu bauen müssen Führen Sie mit diesen neuen Parametern einen Teststart durch und kehren Sie dann zum Zeichenbrett zurück, um Ihre Parameter weiter zu verbessern Design.
Was wäre, wenn Sie einen Computer verwenden könnten, um einen Modellraketenstart zu simulieren und alle möglichen Änderungen, die Sie an Ihrem Raketendesign vornehmen können, zu ändern und zu testen? Es gibt genau eine solche Anwendung, die OpenRocket heißt.
Erstellen von Testraketen in OpenRocket
OpenRocket ist eine Java-basierte Anwendung und sollte daher auf den meisten Plattformen ausgeführt werden, auf denen die Java-Engine installiert ist. Wenn Sie es zum ersten Mal starten, werden Sie sehen, wie offensichtlich es ist, dass derjenige, der diese Anwendung erstellt hat, ein begeisterter Modellraketenbauer war. Die Anwendung ist mit allen Komponenten, Materialien und sogar Triebwerksmarken und -modellen ausgestattet, die für ein typisches Raketendesign geeignet sind.
Entwerfen Ihrer simulierten Modellrakete
Wenn Sie die Anwendung zum ersten Mal starten, müssen Sie Ihr Design benennen und Ihren Namen als Designer angeben. Das Hauptfenster verfügt über mehrere Hauptfenster, einschließlich des Entwurfsbaums oben links, des Komponentenauswahlbereichs oben rechts und des Entwurfsanzeigebildschirms unten.
Sie können jede Komponente des Entwurfs entwerfen, indem Sie die Komponente oben im auswählen Bildschirm und füllen Sie dann alle Entwurfsparameter im Konfigurationsbildschirm aus, der für geöffnet wird es. Sie weisen Länge, Durchmesser, Wandstärke und sogar das Material zu, aus dem diese Komponente besteht, und welche Art von Scheibenoberfläche sie haben wird.
Während Sie jede Komponente entwerfen, sehen Sie die beiden Symbole entlang des Körpers, die Ihnen den Schwerpunkt (CG) und den Druckmittelpunkt (CP) der Rakete anzeigen. Sie werden Designparameter für den Nasenkegel, den Körper und den Übergang zuweisen. Anschließend können Sie sogar das Zubehör zuweisen, das Sie hinzufügen möchten, z. B. einen Fallschirm.
Wie Sie hier sehen können, können Sie mit dem Designbaum schnell und einfach durch Ihr Design navigieren. so dass Sie die Dinge für jede Komponente optimieren können, ohne im Hauptdesign danach suchen zu müssen Fenster.
Apropos Hauptdesignfenster: Es zeigt Ihnen alle aktuellen „Statistiken“, die zu Ihrem aktuellen Design passen. Sie sehen CG, CP, Länge und Breite. Außerdem erhalten Sie die aktuelle Masse und den aktuellen Durchmesser sowie Konstruktionswarnungen, die von der Software ausgegeben werden, in der unteren rechten Ecke des Konstruktionsfensters. Achten Sie genau auf diese Warnungen, da sie auf einige Designfehler hinweisen, die Sie möglicherweise gemacht haben.
Neben der Seitenansicht der Rakete können Sie auch auf die Rückansicht klicken. Diese Entwurfsansicht zeigt Ihnen alle Innen- und Außendurchmesser der Karosserie und des Motorblocks.
Sobald Sie zufrieden sind, dass Sie ein Design haben, das gut funktioniert, ist es Zeit, es durch den Simulator zu führen. Dazu müssen Sie nur auf „FlugsimulationenRegisterkarte oben im Anwendungsfenster.
Simulierte Flüge durchführen
An diesem Punkt ist es Zeit für den coolen Teil. Testen Sie Ihr Design, um festzustellen, wie gut es funktioniert und welche Daten Sie in Bezug auf Flugbahn, Geschwindigkeit, Höhe und mehr zurückerhalten. Um eine genaue Simulation zu erstellen, versuchen Sie, die Umgebungsparameter Ihres realen Testbereichs abzuschätzen und in die „Startbedingungen" Taste. Fügen Sie die Windgeschwindigkeit, die GPS-Koordinaten Ihres Standorts und sogar die Abmessungen Ihrer Startrute hinzu. Diese Dinge können sich alle auf Ihre gewünschten Ergebnisse auswirken.
Sie müssen auch das Fenster "Motorkonfigurationen" verwenden, um auszuwählen, welchen Motor Sie in Ihrer Rakete verwenden möchten und wo Sie ihn (oder diese) platzieren möchten. Wie bereits erwähnt, ist OpenRocket mit allen Standard-Motorenherstellern und Motorkonstruktionen vorinstalliert. Natürlich wirkt sich das von Ihnen gewählte Triebwerk auch auf Ihre Flugsimulation aus. Wählen Sie daher das Triebwerk aus, das Sie in der realen Welt verwenden.
Wenn Sie bereit sind, die Simulation auszuführen, klicken Sie auf Plotdaten Stellen Sie auf der Registerkarte sicher, dass Sie die Plotkonfiguration auswählen, die Sie trendieren möchten - z. B. vertikale Bewegung oder tatsächliche Flugbahn - und klicken Sie dann auf „Simulation ausführen “. Dann klicken Sie auf Handlungsflug um Ihre Daten zu sehen.
Offensichtlich ist das Seitenprofildiagramm der klarste Hinweis auf das Verhalten Ihrer Rakete. Sie sehen genau, wie viel Höhe Ihre Rakete erreicht hat, und Sie sehen auch die parabolische Flugbahn, einschließlich der zurückgelegten Entfernung, der Spitzenposition und der Fallschirmzündung.
Wenn Sie auf einen der anderen Parameter in der Dropdown-Liste klicken, erhalten Sie natürlich einen umfassenden Einblick in alle Daten des Fluges. Sie können alles sehen, was vertikale Bewegungen im Vergleich zu Motorzündung und Burnout, Stabilität, Luftwiderstand und vielem mehr ausmacht. Dies sind alles Datenpunkte, die Sie in einer Amateursituation niemals von einem realen Testflug erhalten könnten.
Wenn Sie diese Testflüge zeichnen und aus den Daten lernen, was Sie können, können Sie effizientere und leistungsfähigere Designs entwickeln, mit denen Sie die gewünschten Startergebnisse erzielen. Das Schöne daran ist, dass Sie mit Ihrem Computer ein perfektes Modellraketendesign entwickeln können, ohne viel Zeit und Geld für die Erstellung von Prototypen aufwenden zu müssen. Sie können Ihren Computer das Prototyping durchführen lassen und dann Ihr reales Projekt auf den endgültigen Parametern des Simulators basieren.
Möchtest du Modellraketen bauen? Denken Sie, dass OpenRocket Ihnen helfen könnte, ein besseres Design zusammenzustellen? Probieren Sie es aus und sehen Sie, was Sie denken! Teilen Sie Ihre Erfahrungen und Gedanken in den Kommentaren unten.
Bildnachweis: Modell Rakete über Shutterstock
Ryan hat einen BSc-Abschluss in Elektrotechnik. Er hat 13 Jahre in der Automatisierungstechnik, 5 Jahre in der IT gearbeitet und ist jetzt Apps Engineer. Als ehemaliger Managing Editor von MakeUseOf sprach er auf nationalen Konferenzen zur Datenvisualisierung und wurde im nationalen Fernsehen und Radio vorgestellt.
