火箭发射模拟和分析使用Rocketpy -Analytics Vidhya

模拟火箭发射的火箭发射：综合指南

本文指导您使用强大的Python库Rocketpy模拟高功率火箭发射。我们将介绍从定义火箭组件到分析仿真结果和可视化数据的所有内容。无论您是学生还是经验丰富的工程师，本教程都可以提供实用的动手体验。

学习目标：

• 火箭发射模拟的Rocketpy大师。
• 配置火箭组件（电机，车身，鳍，降落伞）。
• 执行和解释飞行模拟。
• 使用matplotlib可视化数据并执行傅立叶分析。
• 解决常见模拟问题。

（本文是数据科学博客马拉松的一部分。）

目录：

• 介绍
• 什么是火箭？
• 下载必要的数据
• 导入库和环境设置
• 了解实心运动规格
• 配置火箭尺寸和零件
• 添加和配置降落伞
• 运行和分析模拟
• 将轨迹导出到KML
• 数据分析和可视化
• 结论
• 常见问题

什么是火箭？

Rocketpy是用于模拟和分析高功率火箭飞行的Python图书馆。它对火箭组件（固体电动机，鳍，降落伞）进行建模，并在发射和飞行过程中模拟其行为。用户定义火箭参数，运行模拟并通过图和数据导出可视化结果。

下载所需数据：

下载这些文件以进行仿真：

 ！PIP安装Rocketpy
！
！
！
！

导入库并设置环境：

导入必要的图书馆并定义位置和大气条件：

来自Rocketpy进口环境，固体电动机，火箭，飞行
导入日期

＃初始化环境
env =环境（纬度= 32.990254，经度= -106.974998，高程= 1400）
明天= dateTime.date.today（）dateTime.timedelta（天= 1）
ENV.SET_DATE（明天，明天，明天，明天，天，12））
env.set_atmospheric_model（type =“ forecast”，file =“ gfs”）
env.info（） 

Environment类设置地理位置和大气条件，以进行准确的模拟。

了解实心运动特性：

定义电动机参数（推力，尺寸，属性）：

 pro75m1670 = solidmotor（
    throust_source =“ cesaroni_m1670.eng”，
    dry_mass = 1.815，
    dry_inertia =（0.125，0.125，0.002），
    Neuzzzle_radius = 33/1000，
    gran_number = 5，
    谷物_Denty = 1815，
    grain_outer_radius = 33 /1000，
    grain_initial_inner_radius = 15/1000，
    grain_initial_height = 120/1000，
    grain_separation = 5/1000，
    grains_center_of_mass_position = 0.397，
    center_of_dry_mass_position = 0.317，
    nubyzzle_position = 0，
    burn_time = 3.9，
    ank_radius = 11/1000，
    coortion_system_orientation =“ duble_to_to_combustion_chamber”，
）
pro75M1670.info（） 

SolidMotor类别定义了电动机的身体和性能特征。

配置火箭尺寸和组件：

定义火箭参数（尺寸，组件，电动机集成）：

 calisto =火箭（
    半径= 127 /2000，
    质量= 14.426，
    惯性=（6.321，6.321，0.034），
    power_off_drag =“ poweroffdragcurve.csv”，
    power_on_drag =“ powerondragcurve.csv”，
    center_of_mass_without_motor = 0，
    coortion_system_orientation =“ tail_to_nose”，
）

calisto.set_rail_buttons（upper_button_position = 0.0818，lower_button_position = -0.618，angular_position = 45）
calisto.add_motor（Pro75M1670，位置= -1.255）
calisto.add_nose（长度= 0.55829，Kind =“ Vonkarman”，位置= 1.278）
calisto.add_trapezoidal_fins（n = 4，root_chord = 0.120，tip_chord = 0.060，跨度= 0.110，位置= -1.04956，cant_angle = 0.5，airfoil =（“ naca0012-radians.csv”，“ radians”，“ radians”）
calisto.add_tail（top_radius = 0.0635，bottom_radius = 0.0435，长度= 0.060，位置= -1.194656）

calisto.all_info（） 

Rocket类定义了火箭的结构（鳍，鼻锥），影响稳定性和空气动力学。批量图跟随。

添加和配置降落伞：

添加降落伞以进行安全恢复：

 main = calisto.add_parachute（
    “主要的”，
    CD_S = 10.0，
    触发= 800，
    sampling_rate = 105，
    滞后= 1.5，
    噪声=（0，8.3，0.5），
）

drogue = calisto.add_parachute（
    “笨蛋”，
    CD_S = 1.0，
    触发=“ apogee”，
    sampling_rate = 105，
    滞后= 1.5，
    噪声=（0，8.3，0.5），
） 

降落伞对于受控下降至关重要。诸如阻力系数和部署高度之类的参数是关键。

运行和分析模拟：

运行飞行模拟：

 test_flight =飞行（
    火箭=卡利斯托，环境= env，rail_length = 5.2，倾斜度= 85，标题= 0
）
test_flight.all_info（） 

Flight类模拟轨迹。

将轨迹导出到KML：

导出在Google地球中可视化的轨迹：

 test_flight.export_kml（file_name =“ traightory.kml”，挤压= true，altity_mode =“ ferver_to_ground”）

数据分析和可视化：

进行分析和可视化结果（按质量，升降速度，傅立叶分析）进行分析：

来自Rocketpy.utilities导入apogee_by_mass，fiffoff_speed_by_mass
导入numpy作为NP
导入matplotlib.pyplot作为PLT
＃...（用于绘图和傅立叶分析的代码）... 

可视化有助于了解火箭的性能和动态。

结论：

Rocketpy为火箭飞行模拟和分析提供了强大的框架。本教程提供了完整的演练，使用户能够执行模拟，分析结果并有效地可视化数据。

关键要点：

• 全面的火箭模拟过程。
• 动手Python代码示例。
• 组件配置对于精确模拟的重要性。
• 数据可视化以更好地理解飞行动力学。
• 故障排除提示和资源。

常见问题：

• Q1：什么是Rocketpy？答：用于模拟和分析高功率火箭飞行的Python库。
• Q2：如何安装Rocketpy？答：使用pip install rocketpy 。
• Q3：如果发生错误该怎么办？答：检查参数，数据文件和路径。请参阅故障排除资源。
• Q4：如何可视化结果？答：将Google Earth导出到KML，并使用Matplotlib进行自定义图。

（注意：图像不归此响应所有，并且按输入中提供。）

以上是火箭发射模拟和分析使用Rocketpy -Analytics Vidhya的详细内容。更多信息请关注PHP中文网其他相关文章！