기체와 엔진 제원으로부터 공기 저항을 포함하여 최고 고도·속도·정점 도달 시간을 계산하고, 낙하산 하강 속도도 구합니다.
교육·시뮬레이션 목적의 추정치입니다. 실제 발사는 인증된 엔진을 사용하고 NAR 또는 해당 국가의 안전 규정, 발사 허가, 발사장 규칙을 반드시 따르십시오.
출처: 표준 로켓 비행 역학(운동 방정식의 수치 적분)과 일반적인 모델 로켓 엔진 공칭 데이터에 기반한 추정값.
이 계산기는 모델 로켓이 도달하는 최고 고도(정점, 아포지), 엔진 연소 종료 시의 속도, 비행 중 최고 속도, 정점에 도달하기까지의 시간을 공기 저항(항력)을 포함하여 추정합니다. 로켓에 작용하는 세 가지 힘(중력, 추력, 항력)을 운동 방정식에 넣고 미세한 시간 간격으로 수치 적분(시뮬레이션)하여, 단순한 공식보다 현실에 가까운 비행 곡선을 그립니다. 또한 별도의 하강 모드에서는 낙하산의 직경과 항력 계수로부터 종단 속도(하강 속도)를 계산하여 안전한 착지 속도인지 알려줍니다.
1. 비행 모드에서 기체의 질량(g), 직경(mm), 항력 계수(Cd)를 입력합니다. 2. 엔진의 평균 추력(N)과 연소 시간(s)을 입력하거나, 엔진 프리셋(A8, B6, C6 등)을 눌러 채웁니다. 3. 최고 고도, 연소 종료 속도, 최고 속도, 정점 도달 시간과 함께 시간 대비 고도 프로파일이 표시됩니다. 4. 하강 모드로 전환하여 질량, 낙하산 직경(mm), 낙하산 Cd를 입력하면 하강 속도와 안전 구간 판정이 표시됩니다.
로켓에는 위쪽으로 추력 T, 아래쪽으로 중력 m·g, 그리고 운동 방향과 반대로 항력 D가 작용합니다. 항력은 D = ½·ρ·Cd·A·v²이며, ρ는 공기 밀도, Cd는 항력 계수, A는 기체의 전면 투영 면적, v는 속도입니다. 연소 중(0~연소 시간)에는 추력이 작용하고, 연소 종료 후에는 추력이 0이 되어 중력과 항력만으로 관성 상승합니다. 합력에 의한 가속도 a = (T − m·g − D)/m을 미세 시간 간격마다 적분하여 속도와 고도를 갱신하며, 속도가 0이 되는 지점이 정점(최고 고도)입니다. 낙하산 하강에서는 종단 속도 v = √(2·m·g / (ρ·Cd·A))를 사용하여, 무게와 항력이 균형을 이루는 일정한 하강 속도를 구합니다.
최고 고도(정점)는 안전 여유와 회수 범위를 추정하는 데 사용합니다. 연소 종료 속도는 로켓이 추진 비행에서 관성 비행으로 전환되는 순간의 속도로, 안정적인 비행을 위해 발사 레일을 충분히 빠르게 벗어났는지를 가늠하는 지표입니다. 고도 프로파일은 추진 단계(실선)와 관성 비행 단계(점선)로 색이 구분되어 정점까지의 상승 모습을 보여줍니다. 하강 모드에서는 하강 속도가 3–6 m/s의 '안전 하강 구간' 안에 들면, 바람에 너무 떠내려가지도 않고 착지 충격도 완만한 균형 잡힌 하강이라 할 수 있습니다.
엔진의 총 역적(추력이 시간에 걸쳐 가해진 추진력)과 기체의 질량, 공기 항력의 균형으로 결정됩니다. 역적이 크고 기체가 가벼우며 항력이 작을수록 높이 올라갑니다. 연소 종료 후에는 중력과 항력이 로켓을 감속시키며, 속도가 0이 되는 지점이 정점입니다.
크게 영향을 미칩니다. 항력은 속도의 제곱에 비례하여 커지므로 빠른 로켓일수록 더 크게 작용합니다. 항력을 무시한 단순 계산은 고도를 크게 과대평가하기 쉽습니다. 이 도구는 항력을 운동 방정식에 포함해 수치 적분하므로 보다 현실적인 고도를 얻습니다. Cd나 기체 직경을 바꿔 보면 그 효과를 체감할 수 있습니다.
추력(N)은 어느 순간 엔진이 내는 힘의 크기이고, 역적(N·s)은 그 추력을 연소 시간에 걸쳐 합한 '총량'입니다. 총 역적은 로켓에 전달되는 운동량에 해당하며, 엔진 등급(A, B, C…)은 이 총 역적 범위로 정해집니다. 같은 역적이라도 추력이 높고 연소가 짧은 엔진은 가속이 날카롭고, 추력이 낮고 연소가 긴 엔진은 부드럽게 오래 밀어냅니다.
보통 3–6 m/s를 기준으로 삼습니다. 너무 느리면 바람에 떠내려가 회수가 어렵고, 너무 빠르면 착지 충격으로 손상되거나 위험할 수 있습니다. 더 큰 낙하산이나 Cd가 높은 형태를 쓰면 하강이 느려집니다.
총 역적(N·s)에 따른 분류입니다. 한 글자 올라갈 때마다 역적 상한이 대략 두 배가 됩니다(A = 1.26–2.5 N·s, B = 2.5–5, C = 5–10…). 글자 뒤의 숫자는 평균 추력(N)을 나타냅니다. 예를 들어 C6은 C 등급에 평균 추력 6N인 엔진입니다.