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Recuerdo, cuando estaba en la secundaria, que uno de mis proyectos favoritos era cuando diseñamos, fabricamos, construimos y luego lanzamos un modelo real de cohete. La idea de ajustar diferentes parámetros de diseño para lograr una mayor altitud o una mayor velocidad es realmente muy divertido, sin mencionar una excelente manera de enseñar física e ingeniería de una manera práctica.
Nos encanta hacer modelos aquí en MUO. Por eso hemos cubierto historias como hacer diseños de trenes modelo Cómo crear planes de diseño de trenes de modelos simulados y trenes de control con tu PC Lee mas y recursos web para hacer modelos. Un problema con ajustar un diseño de modelo en el mundo real es que para probarlo, debes reconstruir un cohete con esos nuevos parámetros, realice un lanzamiento de prueba y luego regrese al tablero de dibujo para mejorar aún más su diseño.
¿Qué pasaría si pudieras usar una computadora para simular el lanzamiento de un cohete modelo, con la capacidad de modificar y probar todas las posibles alteraciones que puedes hacer en el diseño de tu cohete? Solo existe una aplicación de este tipo, y se llama OpenRocket.
Construcción de cohetes de prueba en OpenRocket
OpenRocket es una aplicación basada en Java, por lo que debería ejecutarse en la mayoría de las plataformas que tienen instalado el motor Java. Cuando lo lance por primera vez, verá cuán obvio es que quien creó esta aplicación fue un ávido constructor de cohetes modelo. La aplicación viene equipada con todos los componentes, materiales e incluso marcas y modelos de motores que entrarían en un diseño típico de cohete.
Diseñando tu cohete modelo simulado
Cuando inicie la aplicación por primera vez, deberá nombrar su diseño y proporcionar su nombre como diseñador. La ventana principal tiene varios paneles principales, incluido el árbol de diseño en la esquina superior izquierda, el panel de selección de componentes en la esquina superior derecha y la pantalla de visualización del diseño en la parte inferior.
Puede trabajar diseñando cada componente del diseño eligiendo el componente en la parte superior del pantalla, y luego completando todos los parámetros de diseño en la pantalla de configuración que se abre para eso. Usted asignará longitud, diámetros, grosor de pared e incluso de qué material está hecho ese componente y qué tipo de acabado de panel tendrá.
A medida que diseña cada componente, verá los dos símbolos ubicados a lo largo del cuerpo que le mostrarán el centro de gravedad (CG) y el centro de presión (CP) del cohete. Pasará por asignar parámetros de diseño para el cono de la nariz, el cuerpo y la transición. Luego, incluso puede asignar qué accesorios agregará, como un paracaídas.
Como puede ver aquí, el árbol de diseño le permite navegar a través de su diseño de una manera rápida y fácil, para que pueda ajustar las cosas para cada componente sin tener que buscarlo en el diseño principal ventana.
Hablando de la ventana de diseño principal, muestra todas las "estadísticas" actuales que acompañan a su diseño actual. Verá el CG, CP, largo y ancho. Además, le dará la masa y el diámetro actuales, y verá las advertencias de diseño que emite el software en la esquina inferior derecha de la ventana de diseño. Presta mucha atención a esas advertencias porque indica algunos defectos de diseño que podrías haber hecho.
Junto con la vista lateral del cohete, también puede hacer clic para ver la vista posterior también. Esta vista de diseño le mostrará todos los diámetros interior y exterior del cuerpo y el bloque del motor.
Una vez que esté satisfecho de tener un diseño que funcionará bien, es hora de ejecutarlo a través del simulador. Para hacer eso, todo lo que tiene que hacer es hacer clic en "Simulaciones de vuelo"En la parte superior de la ventana de la aplicación.
Realizar vuelos simulados
En este punto, es hora de la parte genial. Prueba tu diseño para ver qué tan bien funciona y qué datos obtienes en cuanto a ruta de vuelo, velocidad, altitud y más. Para producir una simulación precisa, intente estimar los parámetros ambientales de su área de prueba real e inclúyalos en el "Condiciones de lanzamiento". Agregue la velocidad del viento, las coordenadas GPS de su sitio e incluso las dimensiones de su barra de lanzamiento. Estas cosas pueden tener un impacto en los resultados deseados.
También necesitará usar la ventana de configuraciones del motor para seleccionar qué motor desea usar en su cohete y dónde desea colocarlo (o ellos). Como mencioné anteriormente, OpenRocket viene precargado con todos los fabricantes y diseños de motores estándar. Obviamente, el motor que elija también afectará su simulación de vuelo, así que asegúrese de elegir el motor que usa en el mundo real.
Cuando esté listo para ejecutar la simulación, haga clic en el Trazar datos pestaña, asegúrese de seleccionar la configuración de la trama que desea marcar, como el movimiento vertical o la ruta de vuelo real, y luego haga clic en "Ejecutar simulación ". Luego haga clic en Trama de vuelo para ver sus datos
Obviamente, el diagrama del perfil lateral es la indicación más clara del comportamiento de su cohete. Verá exactamente cuánta altitud alcanzó su cohete, y también verá la ruta de vuelo parabólico, incluida la distancia recorrida, la ubicación del pico y el encendido del paracaídas.
Por supuesto, hacer clic en cualquiera de los otros parámetros en la lista desplegable le dará una gran comprensión de todos los datos del vuelo. Puedes ver todo en movimiento vertical en comparación con el encendido del motor y el desgaste, la estabilidad, la resistencia y mucho más. Todos estos son puntos de datos que nunca podría obtener de un vuelo de prueba del mundo real en una situación de aficionado.
Trazar estos vuelos de prueba y aprender lo que pueda de los datos le permite obtener diseños más eficientes y potentes que logran los resultados de lanzamiento que realmente desea. Lo bueno de esto es que puedes desarrollar un diseño de cohete modelo perfecto usando tu computadora, sin la necesidad de gastar mucho tiempo y dinero en crear prototipos. Puede dejar que su computadora realice los prototipos y luego puede basar su proyecto real en los parámetros finales del simulador.
¿Te gusta construir modelos de cohetes? ¿Crees que OpenRocket podría ayudarte a armar un mejor diseño? ¡Pruébalo y mira lo que piensas! Comparta sus experiencias y pensamientos en la sección de comentarios a continuación.
Créditos de imagen: Modelo de cohete a través de Shutterstock
Ryan tiene una licenciatura en ingeniería eléctrica. Ha trabajado 13 años en ingeniería de automatización, 5 años en TI y ahora es ingeniero de aplicaciones. Ex editor jefe de MakeUseOf, ha hablado en conferencias nacionales sobre visualización de datos y ha aparecido en la televisión y radio nacionales.
