Simuler la construction et le lancement d'une fusée modèle avec OpenRocket

Je me souviens que, lorsque j'étais au collège, l'un de mes projets de magasin préférés était la conception, la fabrication, la construction puis le lancement d'une maquette de fusée. L'idée de modifier différents paramètres de conception pour atteindre une altitude supérieure ou une vitesse supérieure est vraiment amusante, sans parler d'un excellent moyen d'enseigner la physique et l'ingénierie de manière pratique..

Nous aimons faire des modèles ici à MUO. C'est pourquoi nous avons couvert des histoires telles que la création de maquettes de trains miniatures. Comment créer des plans de disposition de trains modèles simulés et contrôler le train avec votre PC Un problème avec la modification d'un modèle de conception dans le monde réel est que pour le tester, vous devez reconstruire une fusée avec ces nouveaux paramètres, effectuer un test de lancement, puis revenir à la planche à dessin pour améliorer encore votre conception..

Et si vous pouviez utiliser un ordinateur pour simuler un lancement de fusée modèle, avec la possibilité de modifier et de tester toutes les modifications possibles que vous pouvez apporter à la conception de votre fusée? Il existe une telle application appelée OpenRocket..

Construire des fusées de test dans OpenRocket

OpenRocket est une application basée sur Java. Elle doit donc s'exécuter sur la plupart des plateformes sur lesquelles le moteur Java est installé. Lorsque vous la lancerez pour la première fois, vous verrez à quel point il est évident que celui qui a créé cette application était un constructeur de fusées modèles passionné. L'application est fournie avec tous les composants, matériaux et même les marques et modèles de moteurs qui iraient dans le design typique d'une fusée.

Conception de votre fusée modèle simulée

Lorsque vous lancez l'application pour la première fois, vous devez nommer votre conception et indiquer votre nom en tant que concepteur. La fenêtre principale comporte plusieurs volets principaux, dont l’arborescence située en haut à gauche, le volet de sélection des composants en haut à droite et l’écran d’affichage du dessin en bas..

Vous pouvez travailler à la conception de chaque composant de la conception en choisissant le composant en haut de l'écran, puis en renseignant tous les paramètres de conception dans l'écran de configuration qui s'ouvre. Vous allez définir la longueur, le diamètre, l'épaisseur de la paroi et même le matériau de ce composant et le type de finition de vitre utilisé..

Lors de la conception de chaque composant, les deux symboles situés le long du corps vous indiqueront le centre de gravité de la fusée (CG) et le centre de pression (CP). Vous allez définir des paramètres de conception pour le cône de nez, le corps et la transition. Ensuite, vous pouvez même assigner les accessoires que vous allez ajouter, comme un parachute.

Comme vous pouvez le voir ici, l'arbre de conception vous permet de naviguer dans votre conception rapidement et facilement, de sorte que vous puissiez modifier les éléments pour chaque composant sans avoir à les rechercher dans la fenêtre de conception principale..

En parlant de la fenêtre principale de conception, il vous montre tous les “Statistiques” qui vont avec votre conception actuelle. Vous verrez le CG, le CP, la longueur et la largeur. De plus, cela vous donnera la masse et le diamètre actuels, et vous verrez tous les avertissements de conception liés aux problèmes de logiciel dans le coin inférieur droit de la fenêtre de conception. Portez une attention particulière à ces avertissements, car ils indiquent des défauts de conception que vous auriez pu avoir.

En plus de la vue latérale de la fusée, vous pouvez également cliquer pour voir la vue arrière. Cette vue de conception vous montrera tous les diamètres intérieur et extérieur de la carrosserie et du bloc moteur..

Une fois que vous êtes convaincu que votre conception fonctionnera bien, il est temps de l'exécuter via le simulateur. Pour ce faire, il vous suffit de cliquer sur le bouton “Simulations de vol” onglet en haut de la fenêtre de l'application.

Effectuer des vols simulés

À ce stade, il est temps pour la partie cool. Testez votre conception pour voir ses performances et les données que vous récupérez en termes de trajectoire de vol, de vitesse, d'altitude, etc. Pour produire une simulation précise, essayez d’estimer les paramètres environnementaux de votre véritable zone d’essai et incluez-les dans la “Conditions de lancement” bouton. Ajoutez la vitesse du vent, les coordonnées GPS de votre site et les dimensions égales de votre barre de lancement. Ces choses peuvent toutes avoir un impact sur vos résultats souhaités.

Vous devrez également utiliser la fenêtre de configuration du moteur pour sélectionner le moteur que vous souhaitez utiliser dans votre fusée et l’endroit où vous souhaitez le placer. Comme je l'ai mentionné précédemment, OpenRocket est préchargé avec tous les constructeurs de moteurs standard et leurs conceptions. De toute évidence, le moteur que vous choisissez aura également un impact sur votre simulation de vol. Veillez donc à choisir le moteur que vous utilisez dans le monde réel..

Lorsque vous êtes prêt à exécuter la simulation, cliquez sur le bouton Données de parcelle onglet, assurez-vous de sélectionner la configuration de tracé que vous souhaitez suivre - comme un mouvement vertical ou une trajectoire réelle - puis cliquez sur “Lancer la simulation”. Puis cliquez sur Vol de parcelle pour voir vos données.

De toute évidence, le tracé du profil latéral est l’indication la plus claire du comportement de votre fusée. Vous verrez exactement l'altitude atteinte par votre fusée et vous verrez également la trajectoire de vol parabolique, y compris la distance parcourue, l'emplacement du pic et l'allumage du parachute..

Bien sûr, cliquer sur l'un des autres paramètres de la liste déroulante vous donnera un aperçu complet de toutes les données du vol. Vous pouvez voir tout ce qui forme un mouvement vertical par rapport à l’allumage et à l’épuisement du moteur, à la stabilité, à la résistance et bien plus encore. Ce sont tous des points de données que vous ne pourriez jamais obtenir d'un vol d'essai en situation réelle dans une situation amateur.

Le suivi de ces vols d'essai et l'apprentissage de ce que vous pouvez grâce aux données vous permettent de concevoir des conceptions plus efficaces et plus performantes qui permettent d'obtenir les résultats de lancement que vous souhaitez réellement. La beauté de ce logiciel réside dans le fait que vous pouvez développer un modèle de fusée modèle parfait à l'aide de votre ordinateur, sans avoir à perdre beaucoup de temps et d'argent à concevoir des prototypes. Vous pouvez laisser votre ordinateur faire le prototypage et ensuite baser votre projet réel sur les paramètres finaux du simulateur..

Êtes-vous dans la construction de modèles réduits de fusées? Pensez-vous qu'OpenRocket pourrait vous aider à concevoir un meilleur design? Essayez-le et voyez ce que vous pensez! Partagez vos expériences et vos réflexions dans la section commentaires ci-dessous.

Crédits d'image: Fusée modèle via Shutterstock

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