Если вы разрабатываете любительскую ракету или большую ракету для вывода спутника на орбиту, одной из самых важных частей ракеты является носовой обтекатель. Носовая часть ракеты определяет величину сопротивления, создаваемого воздухом при запуске. Таким образом, это также определяет количество топлива, которое вам нужно, чтобы достичь нужной высоты, и количество груза, которое вы можете доставить на эту высоту.
Вчера я искал какое-нибудь программное обеспечение, чтобы улучшить носовые конусы, и я не нашел ничего полезного, поэтому решил поискать формулы и сделать свои собственные с помощью кода Matlab и SolidWorks. Здесь я делюсь тем, что у меня получается.
Надеюсь, тебе понравится.
PD. Если вам это нравится, пожалуйста, подпишитесь на мой блог на facebook или посетите мою страницу bioespin.com обо всех проектах с открытым исходным кодом.
Шаг 1: Дизайн конусов ракетных носов
Когда вы проектируете носовой обтекатель ракеты, вам нужно кое-что знать.
- Диаметр корпуса вашей ракеты
- Нос длинный
- и тип носа, который вы хотите построить
Как вы можете видеть на первом изображении, есть и другие важные вещи, но программа рассчитывает их за нас. Если вы хотите узнать больше о дизайне носового конуса, я рекомендую эту страницу в Википедии: дизайн носового конуса ракеты
(Оттуда я беру формулы для программного обеспечения.)
Шаг 2: параболический и конический
Конический:
Очень распространенная форма носа - коническая. В первых ракетах, в которых я имел возможность участвовать, у нас есть такая форма, потому что ее проще всего изготовить. Вам просто нужно сделать бумажный конус и залить его эпоксидной смолой или сделать прямую линию на токарном станке, и все, у вас есть первый носовой обтекатель ракеты.
Параболический:
Когда вы здесь параболический нос, вы думаете о тупом носу как о параболе, но на самом деле параболический нос - это просто часть параболы, вращающейся вокруг оси, так что в итоге получается изогнутый нос, который заканчивается острой точкой. Существуют различные типы парабол, наиболее распространенными являются полная парабола, 1/2 парабола и 3/4 парабола.
Matlab:
Я знаю, что загрузка файлов иногда раздражает, поэтому я собираюсь вставить сюда Matlab для создания конических и параболических конусов.
%***************************************************%
очистить все закрыть все
clc
%*********************данные*************************%
нос_длинный = 12;
rocket_wide = 4; %диаметр
x_resolution =.1;
k = 0;
С = 1;
% ************ Парапараболический конус y *********%
% формула r = (2 * x-K * (x) ^ 2) / (2-K)
% C = 0; % для конуса
% C = 1; % для параболического носа
% C = 0,75; % для параболического носа 3/4
% C = 0,50; % для 1/2 параболического носа
для I = 0: x_resolution: нос_длинный
к = к + 1;
х = I / нос_длинный;
r (k) = ((2 * x) - (C * (x) ^ 2)) / (2-C);
r (k) = r (k) * (rocket_wide / 2);
конец
%***********************************%
сюжет (г)
Шаг 3: Power Series
серия Power действительно близка к параболическому носовому конусу, но в этом случае острие не заканчивается острым концом, а принимает круглую форму. Если вы увеличите значение n в формуле, вы получите более острый нос, похожий на параболический, заканчивающийся конусом. С другой стороны, если вы сделаете n 0, нос будет цилиндрическим или тупым.
Matlab:
очистить все закрыть все
clc
%*********************данные*************************%
нос_длинный = 12;
rocket_wide = 4; %диаметр
x_resolution =.1;
k = 0;
n = 0,5;
% ********* Для Power Rockets ********%
% Формула
% г = х ^ п
%Когда
% n = 1; % для конуса
% n = 0,75; % для мощности 3/4
% n = 0,5; % для степени 1/2 (парабола)
% n = 0; % для баллона
для X = 0: x_resolution: нос_длинный
к = к + 1;
х = Х / нос_длинный;
г (к) = х ^ п;
r (k) = r (k) * (rocket_wide / 2);
конец
%***********************************%
сюжет (г)
Шаг 4: фон Карман и Л. В.-Хаак
Это самые эффективные носовые обтекатели для ракет. Их сложнее всего построить, но с помощью токарного станка с ЧПУ или 3D-принтера вы можете легко сделать их с помощью этого кода.
Matlab:
очистить все закрыть все
clc
%*********************данные*************************%
нос_длинный = 12;
rocket_wide = 2; %диаметр
x_resolution =.1;
k = 0;
С = 0,333333;
% ********* Фон Карман и Л. В. Хаак ********%
% C = 0,333333% для носовых конусов L-V Haack
% C = 0% для носовых конусов Фон Кармана
для X = 0: x_resolution: нос_длинный
к = к + 1;
х = Х / нос_длинный;
h = acos (1-2 * х);
r (k) = sqrt ((h- (1/2) * sin (2 * h) + (C * ((sin (h)) ^ 3) * h)) / pi);
r (k) = r (k) * (rocket_wide * 2);
конец
%***********************************%
сюжет (г)
Шаг 5: от Matlab к Solidworks
Matlab в файл.txt:
- Сначала вам нужно дважды щелкнуть переменную r, и откроется экран «похожий на Excel» в Matlab. Скопируйте всю строку.
- Вставьте строку в столбец в Excel (используйте столбец de B)
- вам нужно создать серию чисел в строке A, начать с 0 и прибавлять 0,1 до тех пор, пока не закончите свою ракету long, этот столбец A - это ваши значения x в solidworks.
- В столбце C просто добавьте 0, это ваши Z в solidworks.
- Измените формат на числа с 4 десятичными знаками. это важно!
- Откройте новый текстовый файл и вставьте 3 столбца. Сохраните файл
.txt в Solidworks
- открыть новый файл детали
- выберите вставить> кривая> кривая по точкам x, y, z
- затем откройте свой текстовый файл, и вы должны увидеть таблицу, заполненную вашими данными
- нажмите «Принять» или «Вставить», и теперь у вас есть свои баллы в solidworks
Шаг 6: Solidworks X, y, z указывает на твердое тело
Всего 3 шага, чтобы сделать деталь оттуда.
- Сделайте новый рисунок
- затем преобразуйте объекты в линию и закройте рисунок
- Перейдите в твердое состояние революцией, и теперь у вас есть носовой конус
Шаг 7: наконец изготовление
Наконец, вы можете изготовить свой новый носовой конус. Сейчас у меня только конические носовые обтекатели, и они нормально работают. Я ищу способ получить 3D-принтер, чтобы я мог делать больше ракет и больше проектов, но сейчас я думаю, что мне понадобится еще 5 или 6 лет, чтобы получить его по-настоящему. Я надеюсь, что вы сможете создать свой собственный и поделиться с сообществом.
Если вам это нравится, посетите мою страницу