SpaceCAD — программное обеспечение для проектирования и симуляции модельных ракет, сочетающее средства сборки из библиотечных компонентов и физическую модель полёта. Программа предназначена для любителей ракетомоделирования, образовательных учреждений и исследователей-любителей, обеспечивая визуальную сборку конструкции из стандартных элементов (обтекатели, корпуса, переходы, моторные отсеки, стабилизаторы и плавники) и оценку аэродинамических и масс-центрических характеристик.
Разработка и распространение таких приложений обычно осуществляются как в виде коммерческих, так и свободно распространяемых продуктов; в случае с SpaceCAD публичных подробных исторических сведений может быть недостаточно, поэтому ниже приводится описание типичного набора возможностей и сценариев использования, соответствующих общепринятым практикам в отрасли. Пользователь компонуёт модель из каталога частей, задаёт материалы и расположение компонентов, после чего программный модуль вычисляет устойчивость, подъёмную силу, сопротивление и позволяет выполнить временной расчёт траектории с учётом атмосферных условий и характеристик двигателя.
- Сборка из библиотечных компонентов: каталоги обтекателей, труб, переходников, моторов, наконечников и плавников с параметрическими настройками размеров и материалов.
- Геометрический редактор: инструмент для размещения и выравнивания элементов, задания смещений центра масс и объёма топлива, а также проверки взаимных пересечений и совместимости стыков.
- Расчёт устойчивости: определение центра давления и центра масс, оценка статической продольной устойчивости и запаса устойчивости по стандартным методикам аэродинамики модельных ракет.
- Аэродинамическая модель: приближённые модели расчёта подъёмной силы и аэродинамического сопротивления в зависимости от числа Маха, угла атаки и высоты; учёт турбулентности и переходных режимов по упрощённым схемам.
- Симуляция полёта: временное интегрирование уравнений движения с учётом тяги двигателя, сгорания топлива, изменения массы, аэродинамических сил и гравитации; расчёт высоты, дальности и скорости по профилю полёта.
- Графики и отчёты: построение графиков высоты, скорости, ускорения, угла атаки и положений центра масс/давления по времени; экспорт численных результатов для дальнейшего анализа.
- Простая 3D-визуализация: трёхмерное отображение собранной модели и траектории полёта с возможностью вращения и приближения для проверки формы и компоновки (в большинстве реализаций визуализация служит иллюстративной целью, а не высокоточным CAD-представлением).
- Материалы и механика: задание физических свойств материалов корпуса и плавников, расчёт моментов инерции и влияния распределения массы на характеристики полёта.
- Поддержка двигателей: база типовых ракетных двигателей с параметризацией тяги во времени, опция загрузки пользовательских кривых тяги.
- Сценарии использования: проектирование и проверка концепций для радиоуправляемых и свободнопадающих моделей, подготовка образовательных демонстраций, предварительная оценка безопасности запусков и подбор компонентов для сборки реальной модели.