Development of an Open Source model rocket simulation software

No Thumbnail Available

URL

Journal Title

Journal ISSN

Volume Title

Helsinki University of Technology | Diplomityö
Checking the digitized thesis and permission for publishing
Instructions for the author

Date

2009

Major/Subject

Mekaniikka

Mcode

Mat-5

Degree programme

Language

en

Pages

x + 116

Series

Abstract

Pienoisrakettiharrastuksessa rakettien simuloiminen on hyödyllinen menetelmä, joka mahdollistaa raketin suunnittelemisen ja sen ominaisuuksien tutkimisen ennen sen rakentamista. Tähän tarkoitettuja ohjelmistoja on saatavana kaupallisesti, mutta ne ovat perimmiltään "mustia laatikoita", joiden toimintaperiaatteita ei ole mahdollista tutkia eikä niitä ole mahdollista laajentaa. Tuotteiden hinta voi myös olla esteenä etenkin nuorille harrastajille sekä kerhoille. Tässä diplomityössä on esitetty menetelmät, joilla voi askel askeleelta laskea raketin aerodynaamiset ominaisuudet sekä simuloida raketin lennon. Nämä menetelmät toteutettiin OpenRocket-ohjelmistona, joka sisältää helppokäyttöisen käyttöliittymän pienoisrakettien suunnittelemiseksi ja simuloimiseksi. Ohjelmisto on julkaistu vapaana ohjelmistona. Työssä esitetyt menetelmät aerodynaamisten ominaisuuksien määrittämiseksi pohjautuvat enimmäkseen James Barrowmanin diplomityössään esittämiin menetelmiin. Useita laajennuksia on kehitetty, jotka mahdollistavat ominaisuuksien laskeminen mm. suurilla kohtauskulmilla sekä vapaamuotoisten siivekkeiden mallintaminen. Lisäksi työssä esitellään menetelmät ilmakehän ominaisuuksien kuten tuulen turbulenssin mallintamiseksi, sekä menetelmä kuuden vapausasteen lentosimulaation toteuttamiseksi. Simulointituloksia verrattiin kokeellisesti mitattuihin rakettien lentoihin sekä tuulitunneleissa mitattuihin arvoihin. Vertailu osoittaa että alisoonisen raketin simuloitu lentokorkeus on noin 10-15 % tarkkuudella oikein. Tämä vastaa myös kaupallisella simulointiohjelmistolla saavutettua tarkkuutta. Vaikka ylisoonisesta raketista ei ollut kokeellisia lentotietoja saatavilla, simulaation uskotaan olevan suhteellisen tarkka 1.5 Machiin asti.

Description

Supervisor

Stenberg, Rolf

Keywords

OpenRocket, OpenRocket, model rocket, pienoisraketit, flight simulation, lentosimulaatio

Other note

Citation