Rocket Manual for Amateurs

«راهنمای موشک برای آماتورها» (Rocket Manual for Amateurs) نوشته برتراند آر. برینلی، یکی از نخستین و مشهورترین کتاب‌های منتشرشده در زمینه موشک‌سازی آماتوری است که در سال ۱۹۶۰ توسط انتشارات بالانتین (Ballantine Books) به چاپ رسید. این کتاب که با مقدمه ویلی لی (Willy Ley)، از پیشگامان علم موشک، همراه است، به عنوان یک مرجع فشرده و خوش‌نوشت، راهنمای گام‌به‌گام و مصوری برای علاقه‌مندان به طراحی، ساخت و پرتاب موشک‌های شخصی فراهم می‌آورد و امروزه به دلیل اهمیت تاریخی‌اش، اثری ارزشمند و کلکسیونی محسوب می‌شود.

دربارهٔ کتاب —

کتاب «راهنمای موشک برای آماتورها» با هدف پر کردن خلأ دانش فنی در دوران آغازین عصر فضا نوشته شده است. برینلی که خود افسر پروژه برنامه آماتوری ارتش ایالات متحده بود، در این اثر به گردآوری و تدوین مجموعه‌ای از اطلاعات ضروری برای موشک‌سازان غیرحرفه‌ای پرداخته است. محتوای کتاب طیفی وسیع از مباحث بنیادین را پوشش می‌دهد؛ از اصول سازمان‌دهی یک انجمن موشکی و قوانین ایمنی گرفته تا طراحی پایه موشک، انواع سوخت‌های جامد و مایع، سیستم‌های پیشرانش و حتی مباحث پیشرفته‌تری مانند طراحی ابزار دقیق و ارزیابی داده‌های پرواز. با وجود اینکه امروزه ممکن است برخی از اطلاعات فنی این کتاب منسوخ یا حتی مورد مناقشه باشد، ارزش اصلی آن در ثبت و مستندسازی رویکردها و دانش رایج در دوران طلایی شکل‌گیری موشک‌سازی آماتوری است. کتاب با تصاویر و نمودارهای دست‌کشیده زیبای باربارا رمینگتون (Barbara Remington) همراه شده که خود بر جذابیت بصری و تاریخی آن افزوده است. همچنین، تأکید فراوان کتاب بر جنبه‌های ایمنی، هرچند ممکن است امروزی‌ها آن را افراطی بدانند، نشان‌دهنده دغدغه جدی نویسنده برای جلوگیری از حوادث ناگوار در این حوزه خطرناک بوده است.

دربارهٔ نویسنده

برتراند آر. برینلی (Bertrand R. Brinley) در ۱۹ ژوئن ۱۹۱۷ در هادسون، نیویورک زاده شد و در ۲۰ اکتبر ۱۹۹۴ در لورای، ویرجینیا درگذشت. او پس از تحصیل در رشته اقتصاد و سخنوری در دانشگاه استنفورد، به عنوان تحلیلگر روش‌ها و رویه‌ها در بخش مهندسی شرکت لاکهید فعالیت کرد. برینلی در سال ۱۹۴۴ به ارتش پیوست و پانزده سال در نقش‌های مختلفی خدمت کرد که از آن جمله می‌توان به سمت افسر کمک‌خواه رئیس هیئت نمایندگی سازمان ملل در جریان مذاکرات آتش‌بس کره اشاره کرد. او با درجه سرگردی از خدمت فعال بازنشسته شد تا به نویسندگی بپردازد و بعدها در شرکت مارتین (Martin Company) به کار نویسندگی فنی و روابط عمومی مشغول شد. با وجود آنکه «راهنمای موشک برای آماتورها» تنها اثر غیرداستانی او محسوب می‌شود، برینلی بیشتر به خاطر مجموعه داستان‌های محبوب «باشگاه دانشمندان دیوانه» (The Mad Scientists' Club) که در مجله پسران آمریکا (Boys' Life) منتشر می‌شد، شهرت دارد.

چرا باید «راهنمای موشک برای آماتورها» را بخوانید؟

• درک تاریخچه علم موشک آماتوری: این کتاب یک سند تاریخی ارزشمند است که نگاهی دقیق به دوران شکل‌گیری و رشد جنبش موشک‌سازی غیرحرفه‌ای در آمریکا ارائه می‌دهد و فضای علمی و فرهنگی آن دوره را به تصویر می‌کشد.
• آشنایی با اصول پایه و همه‌جانبه طراحی: از اصول اولیه طراحی نازل، بدنه و بالک‌های موشک گرفته تا مبانی پیشرانش جامد و مایع، کتاب دانش بنیادین گسترده‌ای را در اختیار خواننده قرار می‌دهد.
• راهنمای گام‌به‌گام با نمودارهای دقیق: کتاب با ارائه دستورالعمل‌های مرحله‌به‌مرحله، نقشه‌ها، نمودارها و داده‌های ریاضی، مسیر عملی ساخت موشک را برای علاقه‌مندان روشن می‌سازد.
• اهمیت بی‌نظیر تاریخی و کلکسیونی: نسخه‌های اولیه این کتاب که در تیراژ محدود چاپ شده‌اند، امروزه برای کلکسیونرها بسیار ارزشمند و نایاب هستند و مطالعه آن درک عمیقی از ریشه‌های این حوزه فراهم می‌آورد.

این کتاب برای چه کسانی مناسب است؟

این کتاب در درجه اول برای مورخان علم، کلکسیونرهای کتاب‌های نادر و هر کسی که به پیشینه تاریخی فناوری فضایی و جنبش‌های علمی آماتوری علاقه‌مند است، اثری بی‌نظیر به شمار می‌رود. همچنین برای علاقه‌مندان قدیمی موشک‌سازی که به دنبال درکی از ریشه‌ها و روش‌های اولیه این سرگرمی علمی هستند، بسیار جذاب خواهد بود. با این حال، به دلیل پیشرفت‌های عظیم علمی و ایمنی در این حوزه، این کتاب به عنوان یک راهنمای عملی برای موشک‌سازان امروزی توصیه نمی‌شود و صرفاً ارزشی تاریخی و آموزشی در زمینه مطالعه تکامل یک رشته علمی دارد.

سوالات متداول

آیا اطلاعات فنی کتاب «راهنمای موشک برای آماتورها» هنوز معتبر و قابل استفاده است؟

بسیاری از اطلاعات فنی و فرمول‌های ارائه‌شده در این کتاب، به ویژه در زمینه سوخت‌های پیشران، به دلیل پیشرفت‌های علمی و استانداردهای ایمنی جدید، منسوخ شده و حتی برخی از روش‌ها خطرناک تلقی می‌شوند. بنابراین، کتاب بیشتر به عنوان یک سند تاریخی ارزشمند است تا یک راهنمای عملی روزآمد.

ارتباط برینلی با ارتش چگونه بر محتوای کتاب تأثیر گذاشته است؟

برینلی به عنوان افسر پروژه برنامه آماتوری ارتش اول ایالات متحده، به اطلاعات و تجربیات ارزشمندی در زمینه ایمنی و روش‌های استاندارد دسترسی داشت. این تجربه باعث شد کتاب تأکید فوق‌العاده‌ای بر جنبه‌های ایمنی و رعایت اصول قانونی داشته باشد که در نوع خود کم‌نظیر است.

آیا این کتاب با مجموعه داستان‌های «باشگاه دانشمندان دیوانه» ارتباطی دارد؟

هرچند هر دو اثر توسط برتراند آر. برینلی نوشته شده‌اند، اما «راهنمای موشک برای آماتورها» یک کتاب غیرداستانی و جدی درباره علم موشک است، در حالی که مجموعه «باشگاه دانشمندان دیوانه» داستانی تخیلی و ماجراجویانه برای نوجوانان محسوب می‌شود و از نظر محتوا هیچ ارتباط مستقیمی با یکدیگر ندارند.

The complete, authoritive handbook for safe procedures in design, testing, preperation of fuels and firing of rockets which you can make yourself. __________ Полное, солидное руководство по безопасным процедурам в области проектирования, испытания, подготовки топлива и запуска ракет, которые вы можете изготавливать самостоятельно. Образцы страниц (http://fastpic.ru/view/3/2009/1023/a5214a41a6c19373de8e07f0de6e08ea.jpg.html) (http://fastpic.ru/view/3/2009/1023/5dee8749e2ee54ee81f30670869f5ddc.jpg.html) Rocket Manual for Amateurs 1 Title 4 Foreword 6 Table of Contents 9 Chapter 1 - Organization, Safety, and the Scientific Method 13 I. Organizing a Rocket Society and a Program of Experimentation 14 Composition 16 The Adult Advisor 17 The Technical Advisor 18 Constitution and Safety Code 19 Model Constitution 20 Safety Code 22 Seeking Technical Help 26 II. Safety 29 Personnal and Group Safety Practices 31 III. Safety Through Scientific Procedure 33 IV. Amateure Rocketry and the Law 36 Chapter 2 - Basic Rocket Design 40 The Nozzle 47 The Rocket Body 48 The Nose Cone 49 The Fins 50 Diaphram and Igniter 50 Propellant 51 Launching the Rocket 51 Chapter 3 - Rocket Propellants 53 I. Types of Propellants 55 Liquid Propellants 56 Advantages and Disavantages 58 Combustion Performance of Liquid Propellants 60 Corrosive and Toxic Effects of Liquids 65 Solid Propellants 68 Advantages and Disadvantages 70 Dangers and Hazards of the Solid Propellants 70 Propellant Grain Shapes and Methods of Forming 73 Neutral Burning and the Use of Inhibitors 74 Burning Rate 76 Burning Time 78 Solid Propellants for Amateur Use 78 The Caramel "Candy" Propellant 80 Zinc and Sulfur - Micrograin 83 Other Compositions of Zinc and Sulfur 90 II. Safety Rules - Propellant Handling 93 A. Handling and Storage 94 B. Mixing and Loading 95 Solid and Liquid Propellants 97 Combinations and Characteristics 97 Liquid Propellants 98 Solid Propellants 99 Chapter 4 - Rocket Motor Systems 101 I. Principles of Propulsion 101 II. Rocket Motor Design: For Amateurs 105 Simplified Nozzle Calculations 107 More Advanced Rocket Thrust Chamber Calculations 110 1. Combustion Temperature 110 2. Nozzle Calculations 110 Combustion Chamber 113 Mathematical Aids 116 Nozzle Exit-to-Throat-Area Ratio 119 Coefficient of Thrust 120 Expansion Ratio 121 Features of Liquid Motor Systems 122 Some Advantages of Liquid Systems 125 Disadvantages of Liquid Systems 126 Some Systems for the Future 128 Chapter 5 - More Advanced Rocket Design 132 Components -1 Nozzles 138 Fin Design 143 Nose Cones 147 Diaphrams and Igniters 150 The Combustion Chamber 157 Some Amatuer Rockets You Can Build 160 1. A Small Test Rocket 160 2. A High Performing 4-Foot Rockets 163 3. The Fort Sill - Beta 166 4. An Outstanding Amateur Research Rocket 168 Chapter 6 - Rocket Instrumentation 171 Types and Uses of Instruments in the Amateur Field 172 Telemetering Systems and Safety 173 Protection of Instruments 175 Some Simple Instruments You Can Construct 176 Second Stage Ignition Devices 176 Recording Accelerometers 178 A Coding Disc for Telemetering 181 A Flashing Light Assembly 183 Chapter 7 - Preflight Testing 186 Why Test? 186 What Can You Test? 187 Some Simplified Test Procedures 189 A Basic Static Test Stand 189 Thrust-Measuring Devices 192 A Rocket Centrifuge 196 Measuring Motor Wall Temperature and Stress 198 A Device for Testing Bursting Strength 200 A Home-Made Wind Tunnel 202 A Static Testing Bay 202 Trajectory Calculations 205 A Simplified Method for Computing Over-all Flight Performance of Small Missiles 207 Chapter 8 - Layout and Construction of the Launching Site 212 Primary Safety Considerations 212 Remoteness 213 Cover 213 Limited Observation 213 Assignment of Tasks 213 One-Man Control 213 "Scouts Out" Security 214 Firefighting and First Aid 214 Routine 214 Layout of a Launching Site 214 Launching Site 217 Launching Area 218 Launching Pit 218 Impact Area 218 Impact Point 218 Impact Zone 218 Road Block 218 Road Guard 218 Range Guard 218 Countdown 218 Fueling Pit 218 "By the Numbers" 218 Protective Pits and Barricades 219 The Launching Pit 226 The Fueling Pit 232 Observer Bunkers 239 Range Guard Shelters 243 Spectator Bunkers 245 Latrines and General Field Sanitation 245 Communications 245 The Launching Rack 251 Remote Control Firing Systems 253 Chapter 9 - Safe Range Procedures at the Launching Site 259 I. Positions and Responsibilities 260 Range Officer 260 Safety Officer 260 Fueling Supervisor 260 Spectator Control Officer 260 Key Man 261 Fuelers 261 Pit Men 261 Range Guards 261 Observers and Trackers 261 Recorders and Computers 261 First-Aid Men 261 II. Range Procedure 262 Prefiring Procedure 264 1. Briefing 264 2. Firing Stations-Scouts Out 264 3. First Reports 265 4. All Clear in the Launching Area 265 5. Fueling 265 6. Positioning 266 7. Take Cover 266 Firing Procedure 267 8. Safety Check-Second Reports 267 9. Ready on the Right-Ready on the Left 267 10. Prepare to Fire 267 11. Safety Officer Clears 267 12. Countdown 268 In-Flight Procedure 268 13. Maintain Cover-Open Firing Switch 268 14. Observation and Tracking 269 15. Impact Observation 269 Postfiring Procedure 269 A. For a Successful Firing 269 16a. All Clear 269 17a. Reset Safety Devices 269 18a. Reporting of Data 270 19a. Recovery of Rocket 270 B. For an Unsuccessful Firing 270 16b. Handling a Misfire or "Dud" Rocket 271 17b. All Clear 272 18b. Reset Safety Devices 273 19b. Reporting of Data 273 20. Critique and Evaluation 273 Chapter 10 - Tracking 275 How to Track Your Rocket - How to Evaluate its Performance 275 A Basic System for Tracking 279 Use of the Plotting Board 286 The Principle of Intersection 289 The Principle of Triangulation - Chart B 293 Determining Alititude from Reported Data - Use of Chart C 296 Observer Methods and Techniques 299 Measurement of Angles 300 Measuring Vertical Angles 302 Use of the Army Mil Scale Measuring Angles 304 Other Methods of Estimating Altitudes 309 Use of the Camera 317 Tracking by Radio 318 Aids to Visual Tracking 318 Lights, Smoke and Vapor Trails 319 Aids to Determining Point of Impact 326 Appendixes -1 Appendix A - Summary of State Laws Affecting Amateur Rocketry 332 Appendix B - First-Aid Advice for Rocket Groups 336 The Three Lifesaver Steps in First Aid 336 A. Stop the Bleeding 336 B. Protect the Wound 337 C. Prevent or Treat Shock 337 First-Aid Measures for General Injuries 338 A. Chest Wounds 338 B. Belly Wounds 338 C. Jaw Wounds 339 D. Head Wounds 339 D'. Severe Burns 340 E. Fractures 340 First Aid for Injuries Sustained From Rocket Fuels 343 I. Oxidizers 343 II. Propellant Fuels 345 Appendix C - Useful Tables 350 Table of Altitudes 350 Distance in Feet from Observation Point to Point "X" (Base Distance) 351 Quantity-Distance Table 352 Thickness of Materials Required to Protect Against Penetration of Fragments from Projectiles and Bombs at a Distance of 60 Feet 353 Functions of Numbers 354 Natural Trigonometric Functions 356 Logarithms 100 to 1000 360 Decimal of an Inch and of a Foot 362 Appendix D - Rocket Symbols 363 Appendix E - Rocket Formulas 366 Propellant Performance 366 Thrust Chamber Calculations 366 Nozzle Dimensions 367 Lengths of Convergent and Divergent Sections for Nozzles Having a Convergent Angle of 30* and a Divergent Angle of 15* 368 General Formulas 368 Ballistic Formulas 369 Appendix F - Glossary of Missile Terminology 370 Appendix G - Bibliography 381 The Author 383