Решение задачи: Модель ракеты в OpenSCAD

Хорошо, давайте создадим модель ракеты в OpenSCAD, используя команды. Задание 53: Используя все изученные команды, создайте модель «Ракета» (рис. 135). Для создания модели ракеты нам понадобятся следующие основные элементы: 1. Корпус ракеты (конус или цилиндр с конусом сверху). 2. Стабилизаторы (крылья). 3. Сопла двигателей. Мы будем использовать следующие команды OpenSCAD: * cylinder() для создания цилиндров. * cone() (или cylinder() с разными радиусами) для создания конусов. * cube() для создания кубов (которые можно масштабировать и поворачивать для стабилизаторов). * union() для объединения объектов. * difference() для вычитания объектов. * translate() для перемещения объектов. * rotate() для поворота объектов. * scale() для масштабирования объектов. * minkowski() (возможно, для скругления, но для простой модели можно обойтись без него). * hull() (возможно, для создания сложных форм, но для простой модели можно обойтись без него). Давайте начнем с простого варианта, который будет похож на рисунок.

Код OpenSCAD для модели ракеты:

// Задание 53: Создание модели "Ракета" (рис. 135)

// Основные параметры ракеты
rocket_height = 60; // Общая высота ракеты
rocket_radius_bottom = 10; // Радиус нижней части корпуса
rocket_radius_top = 0; // Радиус верхней части корпуса (для конуса)

stabilizer_length = 20; // Длина стабилизатора
stabilizer_width = 10; // Ширина стабилизатора (вдоль оси Y)
stabilizer_thickness = 2; // Толщина стабилизатора

engine_radius = 3; // Радиус сопла двигателя
engine_height = 8; // Высота сопла двигателя
engine_offset_from_center = 5; // Смещение двигателей от центра

num_stabilizers = 3; // Количество стабилизаторов
num_engines = 4; // Количество двигателей

// 1. Корпус ракеты (цилиндр с конической верхушкой)
module rocket_body() {
    // Нижняя цилиндрическая часть
    cylinder(h = rocket_height * 0.7, r = rocket_radius_bottom, $fn = 50);

    // Верхняя коническая часть
    translate([0, 0, rocket_height * 0.7]) {
        cylinder(h = rocket_height * 0.3, r1 = rocket_radius_bottom, r2 = rocket_radius_top, $fn = 50);
    }
}

// 2. Стабилизатор
module stabilizer() {
    // Создаем куб и масштабируем его, затем поворачиваем
    cube([stabilizer_length, stabilizer_width, stabilizer_thickness], center = true);
}

// 3. Сопло двигателя
module engine_nozzle() {
    cylinder(h = engine_height, r1 = engine_radius, r2 = engine_radius * 0.5, $fn = 30);
}

// Сборка всей ракеты
module rocket_model() {
    union() {
        // Корпус
        rocket_body();

        // Стабилизаторы
        for (i = [0 : num_stabilizers - 1]) {
            rotate([0, 0, i * (360 / num_stabilizers)]) {
                translate([rocket_radius_bottom * 0.8, 0, rocket_height * 0.3]) { // Позиционируем стабилизаторы
                    rotate([90, 0, 0]) { // Поворачиваем стабилизатор, чтобы он был вертикально
                        stabilizer();
                    }
                }
            }
        }

        // Двигатели
        for (i = [0 : num_engines - 1]) {
            rotate([0, 0, i * (360 / num_engines)]) {
                translate([engine_offset_from_center, 0, -engine_height / 2]) { // Позиционируем двигатели под корпусом
                    engine_nozzle();
                }
            }
        }
    }
}

// Вызов модуля для отображения модели
rocket_model();

Пояснения к коду для школьника:

1. // Задание 53: Создание модели "Ракета" (рис. 135)
   Это комментарий. Все, что начинается с двух слешей //, компьютер игнорирует. Это нужно, чтобы мы могли писать пояснения к коду.
2. rocket_height = 60; и другие переменные
   Мы задаем основные размеры нашей ракеты. Например, rocket_height - это общая высота ракеты. Мы можем легко менять эти числа, чтобы ракета выглядела по-другому, не меняя весь код.
3. module rocket_body() { ... }
   Это "модуль" или "функция". Мы создаем отдельную часть ракеты - ее корпус. Внутри этого модуля мы описываем, как выглядит корпус.
   • cylinder(h = rocket_height * 0.7, r = rocket_radius_bottom, $fn = 50);
     Создаем цилиндр. h - это высота, r - радиус. $fn = 50 делает цилиндр более гладким (больше граней). Мы делаем нижнюю часть корпуса цилиндрической.
   • translate([0, 0, rocket_height * 0.7]) { ... }
     Команда translate() перемещает объект. Мы перемещаем верхнюю часть корпуса вверх, чтобы она стояла на цилиндрической части. [0, 0, rocket_height * 0.7] означает перемещение на 0 по оси X, 0 по оси Y и на rocket_height * 0.7 по оси Z (вверх).
   • cylinder(h = rocket_height * 0.3, r1 = rocket_radius_bottom, r2 = rocket_radius_top, $fn = 50);
     Это тоже цилиндр, но с двумя разными радиусами: r1 (нижний радиус) и r2 (верхний радиус). Если r2 равен 0, то получается конус. Это наша коническая верхушка ракеты.
4. module stabilizer() { ... }
   Модуль для создания одного стабилизатора (крыла).
   • cube([stabilizer_length, stabilizer_width, stabilizer_thickness], center = true);
     Создаем куб. [длина, ширина, толщина] - это размеры куба. center = true означает, что центр куба будет в точке [0,0,0], что удобно для поворотов.
5. module engine_nozzle() { ... }
   Модуль для создания одного сопла двигателя.
   • cylinder(h = engine_height, r1 = engine_radius, r2 = engine_radius * 0.5, $fn = 30);
     Создаем небольшой конус для сопла. r1 - широкий конец, r2 - узкий конец.
6. module rocket_model() { ... }
   Это главный модуль, который собирает все части ракеты вместе.
   • union() { ... }
     Команда union() объединяет все объекты внутри нее в один. Это как склеить все части вместе.
   • rocket_body();
     Вызываем наш модуль rocket_body, чтобы добавить корпус ракеты.
   • for (i = [0 : num_stabilizers - 1]) { ... }
     Это цикл. Он повторяет действия несколько раз. Здесь мы создаем num_stabilizers (3) стабилизатора. Переменная i будет меняться от 0 до 2.
   • rotate([0, 0, i * (360 / num_stabilizers)]) { ... }
     Команда rotate() поворачивает объект. Мы поворачиваем каждый стабилизатор вокруг оси Z (вертикальной оси) на определенный угол, чтобы они располагались равномерно по кругу. 360 / num_stabilizers - это угол между стабилизаторами.
   • translate([rocket_radius_bottom * 0.8, 0, rocket_height * 0.3]) { ... }
     Перемещаем стабилизатор в нужное место на корпусе ракеты.
   • rotate([90, 0, 0]) { ... }
     Поворачиваем стабилизатор на 90 градусов вокруг оси X, чтобы он стоял вертикально, а не лежал горизонтально.
   • Аналогично для двигателей: мы используем цикл for и команды rotate() и translate(), чтобы расположить их равномерно под корпусом.
7. rocket_model();
   В самом конце мы вызываем наш главный модуль rocket_model(), чтобы OpenSCAD построил и показал нам всю ракету.

Как использовать этот код:

1. Откройте программу OpenSCAD.
2. Скопируйте весь код, приведенный выше, и вставьте его в текстовое окно OpenSCAD.
3. Нажмите кнопку "Предварительный просмотр" (обычно F5) или "Рендеринг" (обычно F6), чтобы увидеть модель ракеты.
4. Вы можете изменять значения переменных (например, rocket_height, num_stabilizers), чтобы экспериментировать с внешним видом ракеты.

Эта модель достаточно проста, но использует основные команды, которые обычно изучаются. Она позволяет создать ракету, похожую на ту, что изображена на рисунке 135.