[beamrider]

OpenRocket - simulator complex si free al zborului rachetomodelelor

Total intimplator, am dat zilele trecute peste un instrument software care modeleaza realist zborul rachetomodelelor.

"OpenRocket is a free, fully featured model rocket simulator that allows you to design and simulate your rockets before actually building and flying them.
OpenRocket features a full six-degree-of-freedom simulation, realistic wind modeling, a multitude of different components including free-form fins and canted fins, clustering and staging. Read more about its features and see screenshots.
OpenRocket is an Open Source project licensed under the GNU GPL. This means that the software is free to use for whatever purposes and the source code is also available for studying and extending."
Sursa

Documentatia softului OpenRocket

Intrebari:
Are cineva experienta cu acest program? Cit de util este pentru proiectarea rachetomodelelor?
Introducind in OpenRocket parametrii unei rachete pe care ati construit-o si conditiile atmosferice in care a fost lansata, vi se pare ca programul furnizeaza niste date de zbor realiste, aproape de cele masurate la rachetomodelul testat practic?

Aceasta postare a fost editata de beamrider: 22 October 2010 - 08:23 AM

[liviu123]

beamrider, la Oct 22 2010, 09:10 AM, a spus:

OpenRocket - simulator complex si free al zborului rachetomodelelor

Are cineva experienta cu acest program? Cit de util este pentru proiectarea rachetomodelelor?
Introducind in OpenRocket parametrii unei rachete pe care ati construit-o si conditiile atmosferice in care a fost lansata, vi se pare ca programul furnizeaza niste date de zbor realiste, aproape de cele masurate la rachetomodelul testat practic?

Am citit cu atentie lucrarea, e f. buna pentru o lucrare de master, mai ales datorita programului atasat. De fapt as zice ca acest program e o lucrare cam peste ceea ce se intalneste in mod curent la acest nivel, chiar pentru absolventi ai univ. americane. Ca baza de lucru a folosit cateva lucrari f. bine cunoscute iar abordarea este modena prin dezvoltarea coeficientilor care stau la baza coef. de rezistenta aerodinamica, dar neglijeaza datele experimentale care sunt mai des folosite in practica. Simplificarile intrebuintate sunt de asemenea cele clasice, nimic nou. Fata de RocSim, programul are o interfata mai prietenoasa, lucreaza mai rapid si cuprinde cateva lucruri foarte interesante, cum ar fi evolutia coef. de rezistenta si a unghiului de atac in timpul zborului. Totusi RocSim e mai dezvoltat, permitand corpuri exterioare atasate.
Am gasit o rulare mai veche in RocSim pentru o racheta zburata si la care aveam cateva date. Rezultatele de la Rocsim aveau valori ceva mai mari decat s-a observat in realitate (inaltime), valorile date de OpenRocket sunt inca un pic mai mici, pesemne ca in ambele cazuri nu s-au considerat toate influentele asupra zborului sau altitudinea masurata a fost eronata.
Exemplu, pentru o racheta din cea mai mica clasa de HPR:
1,1 m lungime, 75 mm diametru, cca 1200 grame, motor clasa H Cesaroni P38, 258 Ns
RocSim :
Max Alt. 900 m
Max Speed: 188 m/s
Max Accel: 149 m/s2
OpenRocket
Max Alt: 844 m
Max speed: 184 m/s
Max Accel: 148 m/s2
Altimetrul: 820 +/- 10m

Cu aceste programe nu se proiecteaza rachete direct, ele doar dau rezultatele pe baza unor date de intare .
Servesc insa la compararea diferitelor variante, de unde se poate optimiza constructia in functie de necesitati sau imprejurari. Retineti ca in cele mai multe cazuri pe rachetisti (hobby) nu ii interesaza valori exacte, folosesc prgramele doar orientativ, de obicei nu le folosesc deloc ci se bazeaza pe experienta sau calcule precedente.
Nu am intrat in sursa programului, m-ar interesa modul in care programul trateaza forma diagramei motorului, adica ia din tabelele motoarelor valorile fortei la anumite intervale de timp (sa zicem la fiecare 0.05 sec) sau foloseste o aproximare.
Lucrarea contine si o anexa in care este tratata problema streamerelor, foarte importanta pentru cei care merg la competitii, din pacate atat calculele cat mai ales datele experimentale sunt insuficient tratate iar rezultatele ca si inutile pentru ca s-au folosit doar dimensiuni de stramere care nu se folosesc in practica, la viteze mult prea mari. Ramane un subiect deschis.

Thumbnail atasat

• 

[beamrider]

Folosind, de exemplu, utilitarul Thrust Curve Tool se pot vizualiza si converti la fisiere standard tip "diagrama de tractiune motor racheta" diverse grafice de forta corespunzatoare unor propulsoare reale sau imaginate teoretic. In esenta, Thrust Curve Tool, pe linga faptul ca poate citi si vizualiza diagrame Thrust(t), converteste si fisiere text (care la rindul lor pot fi obtinute din date Excel, de ex.) in fisiere tip curba de tractiune, direct citibile de catre softurile de simularea ale zborului rachetomodelelor.
Dat fiind faptul ca asemenea fisiere Thrust(t) contin forta de tractiune a motorului la momente nerepartizate uniform pe axa timpului este de asteptat ca programe tip OpenRocket calculeaza din valorile [tn, Thrust(tn)] polinomul care aproximeaza cel mai bine functia Thrust(tn) si deci subrutina care rezolva ecuatiile diferentiale ale miscarii rachetei are mereu la dispozitie o functie continua Thrust(t) definita pe intervalul [0, infinit) din care pe (tmax, infinit) Thrust(t)=0 iar in [0, tmax] Thrust(t)=Polinom(t).
In practica cred insa ca se utilizeaza aproximarea cu functii SPLINE, derivata din cea polinomiala dar mai buna.
Poate, definind in Excel unul sau mai multe motoare cu caracteristici pur teoretice gen, masa carcasa zero, tractiune 10 N pe 1 secunda, 0 N pe urmatoarea, apoi iar 10 N, sau ma rog, alta functie simpla, si testind motorul pe o racheta care evolueaza in vid s-ar putea urmari cum este aproximat, de fapt, acest Thrust(t) si cit de bine se apropie de realitate.

Note:
1) La OpenRocket diagramele de tractiune se gasesc in calea:
...\OpenRocket\datafiles\thrustcurves
2) List of Flight Simulator Programs (asta este adresa unde l-am gasit pe Thrust Curve Tool si Open Rocket)

Aceasta postare a fost editata de beamrider: 25 October 2010 - 06:46 AM

[MIG-29]

In mod normal curba de tractiune de la un motor se inregistreaza prin sampling la intervale egale de timp. Samplingul la intervale inegale probabil provine din cauze istorice.

MIG-29

beamrider, la Oct 25 2010, 06:44 AM, a spus:

Folosind, de exemplu, utilitarul Thrust Curve Tool se pot vizualiza si converti la fisiere standard tip "diagrama de tractiune motor racheta" diverse grafice de forta corespunzatoare unor propulsoare reale sau imaginate teoretic. In esenta, Thrust Curve Tool, pe linga faptul ca poate citi si vizualiza diagrame Thrust(t), converteste si fisiere text (care la rindul lor pot fi obtinute din date Excel, de ex.) in fisiere tip curba de tractiune, direct citibile de catre softurile de simularea ale zborului rachetomodelelor.
Dat fiind faptul ca asemenea fisiere Thrust(t) contin forta de tractiune a motorului la momente nerepartizate uniform pe axa timpului este de asteptat ca programe tip OpenRocket calculeaza din valorile [tn, Thrust(tn)] polinomul care aproximeaza cel mai bine functia Thrust(tn) si deci subrutina care rezolva ecuatiile diferentiale ale miscarii rachetei are mereu la dispozitie o functie continua Thrust(t) definita pe intervalul [0, infinit) din care pe (tmax, infinit) Thrust(t)=0 iar in [0, tmax] Thrust(t)=Polinom(t).
In practica cred insa ca se utilizeaza aproximarea cu functii SPLINE, derivata din cea polinomiala dar mai buna.
Poate, definind in Excel unul sau mai multe motoare cu caracteristici pur teoretice gen, masa carcasa zero, tractiune 10 N pe 1 secunda, 0 N pe urmatoarea, apoi iar 10 N, sau ma rog, alta functie simpla, si testind motorul pe o racheta care evolueaza in vid s-ar putea urmari cum este aproximat, de fapt, acest Thrust(t) si cit de bine se apropie de realitate.

Note:
1) La OpenRocket diagramele de tractiune se gasesc in calea:
...\OpenRocket\datafiles\thrustcurves
2) List of Flight Simulator Programs (asta este adresa unde l-am gasit pe Thrust Curve Tool si Open Rocket)

[liviu123]

MIG-29, la Nov 10 2010, 01:22 PM, a spus:

In mod normal curba de tractiune de la un motor se inregistreaza prin sampling la intervale egale de timp. Samplingul la intervale inegale probabil provine din cauze istorice.

MIG-29

Salutare,
Eu am avut ceva timp si am am testat programul, comparativ cu RocSim si SpaceCad. Daca in cazul rachetelor simple rezultatele bat destul de bine pentru un program pentru amatori. in cazul in care se proiecteaza o racheta mai mare, apar probleme inauntrul programului si diferente extrem de mari intre programe. Asta ar putea fi din cauza unor limitari interne ale unor coeficienti, a lipsei de date sau depasirea unor domenii de valabilitate a formulelor sau aproximarilor. Vorbesc de rachete in trepte, cu motoare foarte mari, clasa N sau O.

Sambata la amiaza am facut o lansare a unei rachete dotata cu altimetru si inainte de asta am folosit programul Open Rocket care a calculat inaltimea maxima la cca 4800 si dupa zbor altimetrul bipaia "4922" adica eroare de 2%, foarte mica deci, dar in mod normal programul ar fi trebuit sa arate mai mult intrucat in proiect nu am introdus foarte exact configuratia aripilor care la racheta reala prezinta niste intarituri L din Dural de o parte si de alta a fiecarei aripi ptr rigidizare in regimul transonic si care influenteaza destul de mult aerodinamica. Deci fara aceste elemente L, comparativ cu racheta care le avea, calculul trebuia sa dea o valoare mai mare a inaltimii. Cu toate astea, cel putin la capitolul "coeficienti aerodinamici" Open Rocket pare mai bun, sufera insa la capitolul rezultate, nu ofera cifre in timp real ci numai diagrame.
Mai incercam. :)

[MIG-29]

Ce parere ai despre SOAR? Programul este disponibil aici: http://www.nakka-roc...softw.html#soar
Sau mai precis aici: http://www.nakka-roc...t/soft/soar.zip

liviu123, la Nov 10 2010, 10:11 PM, a spus:

Salutare,
Eu am avut ceva timp si am am testat programul, comparativ cu RocSim si SpaceCad. Daca in cazul rachetelor simple rezultatele bat destul de bine pentru un program pentru amatori. in cazul in care se proiecteaza o racheta mai mare, apar probleme inauntrul programului si diferente extrem de mari intre programe. Asta ar putea fi din cauza unor limitari interne ale unor coeficienti, a lipsei de date sau depasirea unor domenii de valabilitate a formulelor sau aproximarilor. Vorbesc de rachete in trepte, cu motoare foarte mari, clasa N sau O.

Sambata la amiaza am facut o lansare a unei rachete dotata cu altimetru si inainte de asta am folosit programul Open Rocket care a calculat inaltimea maxima la cca 4800 si dupa zbor altimetrul bipaia "4922" adica eroare de 2%, foarte mica deci, dar in mod normal programul ar fi trebuit sa arate mai mult intrucat in proiect nu am introdus foarte exact configuratia aripilor care la racheta reala prezinta niste intarituri L din Dural de o parte si de alta a fiecarei aripi ptr rigidizare in regimul transonic si care influenteaza destul de mult aerodinamica. Deci fara aceste elemente L, comparativ cu racheta care le avea, calculul trebuia sa dea o valoare mai mare a inaltimii. Cu toate astea, cel putin la capitolul "coeficienti aerodinamici" Open Rocket pare mai bun, sufera insa la capitolul rezultate, nu ofera cifre in timp real ci numai diagrame.
Mai incercam. <_<

[liviu123]

MIG-29, la Nov 12 2010, 03:33 AM, a spus:

Ce parere ai despre SOAR? Programul este disponibil aici: http://www.nakka-roc...softw.html#soar
Sau mai precis aici: http://www.nakka-roc...t/soft/soar.zip

Astfel de programele minuscule de acum 15 ani nu mai pot fi luate in consideratie, sunt bune pentru "palmaresul" lui N, adica uite ce facea el pe vremea aia. Programele gratuite sau foarte ieftine nu vin cu pretentii mari si nici cu responsabilitati mari. Pentru lucruri mai serioase decat HPR de duminica trebuie si scule mai serioase.
Pun mai jos cateva poze, referitoare la racheta de care am pomenit.
Detalii si 2 filmulete cu lansari zgomotoase (motor K "Sparky" respectiv L hibrid) la adresa
http://picasaweb.goo...con1/Kitscoty02

Thumbnail atasat

• 
• 
• 
• 
•