Software pro návrh a výpočty modelů raket

[LEON]

Dávám dohromady přehled nejpoužívanějších aplikací pro návrh, simulaci a výpočty modelářských raket, i těch vysokovýkonových stavěných univerzitními týmy. Přidávám i odkazy a stručné návody, jak je efektivně použít. Budu rád, když doplníte vlastní zkušenosti, tipy nebo méně známé nástroje.

1) OpenRocket (zdarma, open‑source)
Odkaz: https://openrocket.info/
Diskusní vlákno na našem fóru: viewtopic.php?t=1454

K čemu je dobrý

• Kompletní návrh rakety (tělo, stabilizátory, kužel, zátěž, padák…).

• Simulace letu včetně větru, hmotnosti, motorů, výšky apogea.

• Výpočet stability (CP/CG), aerodynamických sil a momentů.

• Import motorů z ThrustCurve, exporty do RockSim formátu.

Jak se používá

• Vytvoříš nový projekt.

• Přidáváš komponenty (nose cone, body tube, fins…).

• Nastavíš materiály, tloušťky, hmotnosti.

• Vybereš motor z databáze nebo importuješ .eng/.rse.

• Spustíš simulaci → OR ukáže trajektorii, rychlosti, přetížení, stabilitu.

Doporučená videa
Kompletní úvod: https://www.youtube.com/watch?v=ORmH-jAF0Xg
Podrobný tutoriál: https://www.youtube.com/watch?v=aWk8vkkbUc0
Playlist (začátečník → pokročilý): https://www.youtube.com/playlist?list=P ... QeGUnfnVgo

Výhody

• Zdarma, jednoduché, přehledné.

• Aktivní komunita, hodně návodů.

Nevýhody

• Aerodynamika není tak přesná jako u RockSimu nebo RASAero.

• Vývoj jde pomaleji.

2) RockSim (komerční)
Odkaz: https://www.apogeerockets.com/RockSim

K čemu je dobrý

• Profesionální simulace s přesnější aerodynamikou.

• Podpora komplexních tvarů, přesnější model motorů.

• Vhodné pro soutěžní modeláře a kluby.

• Jak se používá

Podobné jako OpenRocket, ale s více možnostmi:

• detailní definice povrchů,

• přesnější výpočet odporu,

• simulace více fází letu.

• Výsledky jsou konzistentnější s reálnými měřeními.

Doporučená videa
RockSim Live Training – playlist (200+ epizod): https://www.youtube.com/playlist?list=P ... wtk0D4AWef
Oficiální kanál Apogee Components: https://www.youtube.com/@apogeerockets/videos
Ukázková epizoda: https://www.youtube.com/watch?v=Bi6npcdfw4Y

Výhody

• Nejlepší přesnost v kategorii hobby software.

• Ideální pro soutěžní týmy.

Nevýhody

• Placený (cca 50 USD).

• Uzavřený formát.

3) SpaceCAD (komerční)
Odkaz: https://www.spacecad.com/

K čemu je dobrý

• Jednoduchý nástroj pro návrh raket a základní simulace.

• Vhodný pro začátečníky, školy a rychlé koncepty.

Jak se používá

• Vytvoříš model

• nastavíš rozměry

• vložíš motor

• spustíš simulaci.

• Umí spočítat stabilitu, výšku, rychlost a základní parametry letu.

Výhody

• Velmi snadné ovládání.

• Rychlé pro základní návrhy.

Nevýhody

• Placený (cca 49 USD).

• Zastaralejší rozhraní.

• Méně přesné simulace než OpenRocket nebo RockSim.

4) RASAero II (zdarma)
Odkaz: https://www.rasaero.com/

K čemu je dobrý

• Extrémně přesný aerodynamický a balistický software.

• Vhodný pro high‑power, supersonické a experimentální rakety.

• Používán i univerzitními týmy.

Jak se používá

• Model se zadává ručně (není grafický editor).

• Definuješ rozměry, tvary, povrchy, hmotnosti, motory.

RASAero spočítá:

• aerodynamické koeficienty,

• Mach, rychlosti, přetížení,

• výšku apogea,

• stabilitu v různých fázích letu.

Doporučená videa
Kompletní tutoriál: https://www.youtube.com/watch?v=nKdNsdSPfGc

Oficiální uživatelský manuál (PDF):
http://rasaero.com/dloads/RASAero%20II% ... Manual.pdf

Výhody

• Nejvyšší přesnost mezi volně dostupnými nástroji.

• Ideální pro experimentální konstrukce.

Nevýhody

• Vyžaduje zkušenosti.

• Nevhodné pro malé modely (S3/S6 apod.).

5) ThrustCurve.org – databáze motorů
Odkaz: https://www.thrustcurve.org/

K čemu je dobrý

• Největší online databáze tahových křivek raketových motorů.

• Exporty do OpenRocketu, RockSimu, RASAero.

• Porovnání motorů podle tahu, impulsu, délky hoření.

Jak se používá

• Vyhledáš motor podle výrobce nebo třídy.

• Stáhneš .eng nebo .rse soubor.

• Importuješ do svého simulačního softwaru.

6) Kerbal Wind Tunnel (mod pro KSP)
Odkaz: https://forum.kerbalspaceprogram.com/in ... nd-tunnel/

K čemu je dobrý

• Výborná pomůcka pro pochopení aerodynamiky.

• Vizualizace vztlaku, odporu, stability a kritických bodů.

Doporučená videa

Ukázka funkcí modu, vizualizace odporu, vztlaku a stability, přehled grafů a možností: https://www.youtube.com/watch?v=K2YLoLNYNCk

[LEON]

Další oblíbený program pro navrhování koncepce rakety a její analýzu je WinRoc.



WinRoc je starší program pro simulaci modelových raket. Slouží k návrhu raket, výpočtu stability a základnímu odhadu letových parametrů podle zvoleného motoru a konstrukce. Program byl původně vyvíjen jako komerční software, ale dnes se běžně šíří jako freeware v rámci modelářské komunity. Vývoj už není aktivní, ale stále se používá pro svou jednoduchost a přehlednost, zejména u starších uživatelů nebo v kombinaci s historickými daty a postupy.

Ke stažení zde: https://www.discountrocketry.com/winroc_software.php

[LEON]

RocketForge – návrhář modelových raket přímo v prohlížeči

RocketForge je bezplatný webový nástroj pro návrh modelových raket a simulaci letu, aktuálně v early access fázi. Nevyžaduje žádnou instalaci – funguje v běžném prohlížeči včetně mobilních zařízení.

https://rocketforge.space/

Co umí:

• Vizuální editor s živým SVG náhledem – podporuje 11 typů komponent (kužele, trupy, stabilizátory, recovery systémy aj.)
• Databáze motorů integrovaná s ThrustCurve.org – tisíce certifikovaných motorů s tahovými křivkami
• Simulace letu (6DOF) s výpočtem maximální výšky, rychlosti, zrychlení a stability metodou Barrowman
• Import/export .ork souborů – plná kompatibilita s OpenRocket
• Týmová spolupráce – sdílení návrhů, správa členů
• 2D i 3D vizualizace

Jak se liší od OpenRocket?
Přesnost simulace je nižší a sám vývojář doporučuje výsledky brát jako odhady, ne přesné hodnoty. Chybí podpora vícestupňových raket a trubicových stabilizátorů. Výhodou je naopak nulová instalace, cloudové uložiště a kolaborace v reálném čase.

Pro koho je určen?
Primárně pro školy, kroužky a hobbyisty, kteří chtějí rychle iterovat návrhy bez složitého setupu. Pro certifikační lety a soutěže stále doporučují ověřit výsledky v OpenRocket.

Screenshoty:


Vizuální editor s SVG náhledem


Databáze motorů s tahovými křivkami


Výsledky dávkové simulace s grafem výšky

[LEON]

OpenMotor – simulátor vnitřní balistiky raketových motorů

OpenMotor je bezplatný open-source nástroj pro experimentátory v oblasti raketových motorů na tuhé pohonné hmoty. Na rozdíl od OpenRocket, který simuluje let rakety, openMotor simuluje chování samotného motoru zevnitř – tedy tlak ve spalovací komoře, tahovou křivku a hoření pohonné hmoty.

Software napsal Andrew Reilley a jeho zdrojový kód je volně dostupný na GitHubu.

Co umí:

• Simulace vnitřní balistiky – výpočet tlaku v komoře a tahu na základě vlastností pohonné hmoty a geometrie grainů
• Fast Marching Method – pokročilá metoda výpočtu regrese grainu, která umožňuje použití libovolných geometrií průřezu
• Podpora běžných geometrií grainů – BATES, Finocyl, Star, Rod and Tube a další
• Načítání vlastní geometrie z DXF souborů
• Editor pohonných hmot – možnost zadat vlastní propelantní data
• Vizualizace regrese grainu – editor zobrazuje, jak se grain postupně spaluje
• Export do formátu ENG – kompatibilní s OpenRocket a dalšími simulátory
• Import/export Burnsim souborů
• Simulace erozivního hoření
• Metrické i imperiální jednotky

Pro koho je určen?
Primárně pro experimentální raketáře (EX), kteří navrhují vlastní motory na APCP nebo jiné tuhé pohonné hmoty. Hobbyisté létající na komerčních certifikovaných motorech tento nástroj obvykle nepotřebují – pro ně je dostačující OpenRocket.

Kde stáhnout?
https://github.com/reilleya/openMotor/releases – stačí stáhnout ZIP pro svůj systém (Windows/Linux/Mac) a spustit. Instalace není potřeba.

Teoretický základ výpočtů vychází z knihy Rocket Propulsion Elements (George Sutton) a webu Richarda Nakky (nakka-rocketry.net).