Simulieren Sie das Bauen und Starten einer Modellrakete mit OpenRocket

Ich erinnere mich, als ich in der Junior High war, war eines meiner Lieblings-Shop-Projekte, als wir eine echte Modellrakete entworfen, hergestellt, gebaut und dann gestartet haben. Die ganze Idee, verschiedene Designparameter zu verändern, um eine höhere Höhe oder eine höhere Geschwindigkeit zu erreichen, macht sehr viel Spaß, ganz zu schweigen von der großartigen Möglichkeit, Physik und Ingenieurwissenschaften praktisch zu unterrichten.

Wir lieben es, hier bei MUO Modelle zu machen. Deshalb haben wir uns mit Geschichten über das Erstellen von Modellbahn-Layouts befasst. So erstellen Sie simulierte Modellbahn-Layoutpläne und steuern Sie den Zug mit Ihrem PC. Erstellen Sie simulierte Modellbahn-Layoutpläne und steuern Sie den Zug mit Ihrem PC. Ein Problem bei der Optimierung eines Modelldesigns in der realen Welt besteht darin, dass Sie zum Testen eine Rakete mit diesen neuen Parametern neu aufbauen, einen Teststart durchführen und dann zum Zeichenbrett zurückkehren müssen, um Ihr Design weiter zu verbessern.

Was wäre, wenn Sie einen Computer zum Simulieren eines Modellraketenstarts verwenden könnten und alle möglichen Änderungen, die Sie an Ihrem Raketendesign vornehmen können, modifizieren und testen können? Es gibt nur eine solche Anwendung, die OpenRocket heißt.

Testraketen in OpenRocket erstellen

OpenRocket ist eine Java-basierte Anwendung und sollte daher auf den meisten Plattformen laufen, auf denen die Java-Engine installiert ist. Wenn Sie es zum ersten Mal starten, werden Sie feststellen, dass es offensichtlich ist, dass derjenige, der diese Anwendung erstellt hat, ein eifriger Modellraketenbauer war. Die Anwendung ist mit allen Komponenten, Materialien und sogar Motormarken und Modellen ausgestattet, die in ein typisches Raketendesign passen würden.

Entwerfen Ihrer simulierten Modellrakete

Wenn Sie die Anwendung zum ersten Mal starten, müssen Sie Ihrem Design einen Namen geben und Ihren Namen als Designer angeben. Das Hauptfenster verfügt über mehrere Hauptfenster, darunter den Entwurfsbaum oben links, den Komponentenauswahlbereich oben rechts und den Entwurfsbildschirm unten.

Sie können an der Gestaltung jeder Komponente des Entwurfs arbeiten, indem Sie die Komponente oben auf dem Bildschirm auswählen und dann alle Entwurfsparameter in dem Konfigurationsbildschirm ausfüllen, der sich für sie öffnet. Sie geben Länge, Durchmesser, Wandstärke und sogar das Material an, aus dem die Komponente besteht und welche Art von Scheibenoberfläche es hat.

Beim Entwerfen der einzelnen Komponenten werden die beiden Symbole entlang des Körpers angezeigt, die Ihnen den Schwerpunkt der Rakete (CG) und den Druckmittelpunkt (CP) anzeigen. Sie werden Design-Parameter für den Nasenkegel, den Körper und den Übergang zuweisen. Dann können Sie sogar das Zubehör angeben, das Sie hinzufügen möchten, beispielsweise einen Fallschirm.

Wie Sie hier sehen, können Sie mit dem Design-Baum schnell und einfach durch Ihr Design navigieren, sodass Sie für jede Komponente Dinge anpassen können, ohne im Haupt-Design-Fenster danach suchen zu müssen.

Apropos des Hauptdesign-Fensters, zeigt es Ihnen alle aktuellen Informationen “Statistiken” das passt zu Ihrem aktuellen Design. Sie sehen die CG, CP, Länge und Breite. Außerdem erhalten Sie die aktuelle Masse und den aktuellen Durchmesser. In der rechten unteren Ecke des Designfensters werden alle Designwarnungen angezeigt, die von der Software ausgegeben werden. Achten Sie genau auf diese Warnungen, da sie auf einige Konstruktionsfehler hinweisen, die Sie möglicherweise gemacht haben.

Neben der Seitenansicht der Rakete können Sie auch klicken, um auch die Rückansicht zu sehen. Diese Entwurfsansicht zeigt Ihnen alle inneren und äußeren Durchmesser der Karosserie und des Motorblocks.

Sobald Sie überzeugt sind, dass Sie ein Design haben, das gut funktioniert, sollten Sie es durch den Simulator laufen lassen. Dazu müssen Sie nur auf das Symbol klicken “Flugsimulationen” Registerkarte oben im Anwendungsfenster.

Simulierte Flüge durchführen

An diesem Punkt ist es Zeit für den coolen Teil. Testen Sie Ihr Design, um zu sehen, wie gut es funktioniert und welche Daten Sie in Bezug auf Flugbahn, Geschwindigkeit, Höhe und mehr erhalten. Um eine genaue Simulation zu erstellen, versuchen Sie, die Umgebungsparameter Ihres realen Testgebiets abzuschätzen, und fügen Sie sie in das Testfeld ein “Startbedingungen” Taste. Fügen Sie die Windgeschwindigkeit, die GPS-Koordinaten Ihrer Website und sogar die Abmessungen Ihrer Startrute hinzu. Diese Dinge können alle Ihre gewünschten Ergebnisse beeinflussen.

Sie müssen auch das Fenster mit den Motorkonfigurationen verwenden, um auszuwählen, welchen Motor Sie in Ihrer Rakete verwenden möchten und wo Sie sie platzieren möchten. Wie bereits erwähnt, ist OpenRocket mit allen Standardmotorenherstellern und Motorkonstruktionen vorinstalliert. Natürlich beeinflusst die Engine, die Sie wählen, auch Ihre Flugsimulation. Wählen Sie also die Engine aus, die Sie in der realen Welt verwenden.

Wenn Sie bereit sind, die Simulation auszuführen, klicken Sie auf Zeichnen Sie Daten auf Stellen Sie sicher, dass Sie auf der Registerkarte die zu konfigurierende Diagrammkonfiguration auswählen (z. B. vertikale Bewegung oder tatsächliche Flugbahn), und klicken Sie dann auf “Simulation ausführen”. Dann klicken Sie auf Plot Flug um Ihre Daten zu sehen.

Offensichtlich ist die Seitenprofildarstellung der deutlichste Hinweis auf das Verhalten Ihrer Rakete. Sie sehen genau, wie viel Höhe Ihre Rakete erreicht hat, und Sie sehen auch den Parabelflugpfad, einschließlich der zurückgelegten Entfernung, der Spitzenposition und der Zündung des Fallschirms.

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 aus der vertikalen Bewegung im Vergleich zu Motorzündung und Burnout, Stabilität, Widerstand und vielem mehr besteht. Dies sind alles Datenpunkte, die Sie niemals von einem realen Testflug in einer Amateur-Situation erhalten könnten.

Wenn Sie diese Testflüge planen und aus den Daten herausfinden, was Sie können, können Sie effizientere und leistungsfähigere Designs entwickeln, die die gewünschten Launch-Ergebnisse erzielen. Das Schöne daran ist, dass Sie mit Ihrem Computer ein perfektes Modellraketen-Design entwickeln können, ohne dass Sie viel Zeit und Geld für Prototypen aufwenden müssen. Sie können Ihren Computer das Prototyping durchführen lassen, und dann können Sie Ihr reales Projekt auf die endgültigen Parameter des Simulators stützen.

Möchtest du Modellraketen bauen? Denken Sie, dass OpenRocket Ihnen dabei helfen kann, ein besseres Design zusammenzustellen? Probieren Sie es aus und sehen Sie, was Sie denken! Teilen Sie Ihre Erfahrungen und Gedanken in den Kommentaren unten mit.

Bildnachweise: Model Rocket Via Shutterstock

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