Simule a construção e o lançamento de um modelo de foguete com o OpenRocket

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Lembro-me, quando eu estava no colegial, que um dos meus projetos favoritos era quando projetamos, fabricamos, construímos e lançamos um modelo de foguete real. Toda a idéia de ajustar diferentes parâmetros de projeto para alcançar uma altitude mais alta ou uma velocidade maior é realmente muito divertido, sem mencionar uma ótima maneira de ensinar física e engenharia de uma maneira prática.

Adoramos fazer modelos aqui no MUO. É por isso que cobrimos histórias como fazer layouts de trem modelo Como criar planos de layout de trem de modelo simulado e trem de controle com o seu PC consulte Mais informação e recursos da web para criar modelos. Um problema ao ajustar um design de modelo no mundo real é que, para testá-lo, é necessário reconstruir um foguete com esses novos parâmetros, faça um teste de lançamento e volte para a prancheta para melhorar ainda mais sua Projeto.

E se você pudesse usar um computador para simular o lançamento de um foguete modelo, com a capacidade de modificar e testar todas as possíveis alterações que você pode fazer no seu design de foguete? Existe exatamente esse aplicativo, chamado OpenRocket.

Construindo foguetes de teste no OpenRocket

OpenRocket é um aplicativo baseado em Java, portanto, ele deve ser executado na maioria das plataformas que possuem o mecanismo Java instalado. Quando você o inicia pela primeira vez, verá como é óbvio que quem criou esse aplicativo era um ávido construtor de modelos de foguetes. O aplicativo é fornecido com todos os componentes, materiais e até marcas e modelos de motores que entrariam em um projeto típico de foguete.

Projetando seu modelo de foguete simulado

Quando você inicia o aplicativo pela primeira vez, é necessário nomear seu design e fornecer seu nome como designer. A janela principal possui vários painéis principais, incluindo a árvore de design na parte superior esquerda, o painel de seleção de componentes na parte superior direita e a tela de exibição de design na parte inferior.

Você pode trabalhar com o design de cada componente do design escolhendo o componente na parte superior do tela e preencha todos os parâmetros de design na tela de configuração que se abre para isto. Você atribuirá comprimento, diâmetros, espessura da parede e até de que material esse componente é feito e que tipo de acabamento de painel ele terá.

Ao projetar cada componente, você verá os dois símbolos localizados ao longo do corpo que mostrarão o centro de gravidade (CG) e o centro de pressão (CP) do foguete. Você passará pela atribuição de parâmetros de design para o cone do nariz, o corpo e a transição. Em seguida, você pode até atribuir quais acessórios você adicionará, como um para-quedas.

Como você pode ver aqui, a árvore de design permite navegar pelo design de maneira rápida e fácil, para que você possa ajustar as coisas de cada componente sem precisar procurá-lo no design principal janela.

Falando na janela principal de design, ela mostra todas as "estatísticas" atuais que acompanham seu design atual. Você verá o CG, CP, comprimento e largura. Além disso, ele fornecerá a massa e o diâmetro atuais e você verá avisos de design que o software emite no canto inferior direito da janela de design. Preste muita atenção a esses avisos, pois indica algumas falhas de design que você pode ter feito.

Junto com a vista lateral do foguete, você também pode clicar para ver a vista traseira. Essa exibição de design mostra todos os diâmetros interno e externo do corpo e do bloco do motor.

Quando estiver satisfeito com um design que funcionará bem, é hora de executá-lo no simulador. Para isso, basta clicar no botão "Simulações de vooNa parte superior da janela do aplicativo.

Realizando voos simulados

Neste ponto, é hora da parte legal. Teste seu projeto para ver como ele é executado e quais dados você recupera até a trajetória do voo, velocidade, altitude e muito mais. Para produzir uma simulação precisa, tente estimar os parâmetros ambientais da sua área de teste real e inclua-os na seção "Condições de lançamentoBotão Adicione a velocidade do vento, as coordenadas GPS do seu site e até as dimensões da sua haste de lançamento. Todas essas coisas podem ter um impacto nos resultados desejados.

Você também precisará usar a janela de configurações do motor para selecionar o motor que deseja usar no foguete e onde deseja colocá-lo (ou eles). Como mencionei anteriormente, o OpenRocket vem pré-carregado com todos os fabricantes e projetos de motores padrão. Obviamente, o mecanismo que você escolher também afetará sua simulação de voo; portanto, escolha o mecanismo que você usa no mundo real.

Quando você estiver pronto para executar a simulação, clique no Plotar dados Na guia, selecione a configuração da plotagem que deseja definir como movimento vertical ou trajetória de vôo real e clique em "Executar simulação ”. Depois clique em Traçar vôo para ver seus dados.

Obviamente, o gráfico do perfil lateral é a indicação mais clara do comportamento do seu foguete. Você verá exatamente a altitude que seu foguete alcançou e também verá a trajetória de voo parabólica, incluindo a distância percorrida, a localização do pico e a ignição do paraquedas.

Obviamente, clicar em qualquer um dos outros parâmetros na lista suspensa fornecerá muitas informações sobre todos os dados do voo. Você pode ver tudo o que é movimento vertical em comparação com a ignição e o desgaste do motor, a estabilidade, o arrasto e muito mais. Esses são todos os pontos de dados que você nunca conseguiria obter de um voo de teste do mundo real em uma situação amadora.

A plotagem desses voos de teste e a aprendizagem do que é possível com os dados permitem criar designs mais eficientes e poderosos que atinjam os resultados de lançamento que você realmente deseja. A beleza disso é que você pode desenvolver um modelo de foguete de modelo perfeito usando o seu computador, sem a necessidade de gastar muito tempo e dinheiro com os protótipos. Você pode deixar seu computador fazer a prototipagem e, em seguida, basear seu projeto real nos parâmetros finais do simulador.

Você gosta de construir foguetes modelo? Você acha que o OpenRocket pode ajudá-lo a criar um design melhor? Experimente e veja o que você pensa! Compartilhe suas experiências e pensamentos na seção de comentários abaixo.

Créditos da imagem: Modelo Foguete Via Shutterstock