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結構類型

德爾塔IV型(xing)(xing)(xing)火(huo)(huo)箭(jian)(jian)系列有三種(zhong)(zhong)主要結(jie)構或(huo)類型(xing)(xing)(xing)：中型(xing)(xing)(xing)、中型(xing)(xing)(xing)+（4.2、5.2 和(he) 5.4 版）、重型(xing)(xing)(xing)。每(mei)種(zhong)(zhong)結(jie)構都裝有的(de)第一級（火(huo)(huo)箭(jian)(jian)底部(bu)的(de)2/3）和(he)第二級（火(huo)(huo)箭(jian)(jian)頂部(bu)的(de)1/3）火(huo)(huo)箭(jian)(jian)，前者包(bao)括燃(ran)料(liao)箱(xiang)和(he)主發動(dong)(dong)機(ji)，后者包(bao)括二級發動(dong)(dong)機(ji)、燃(ran)料(liao)箱(xiang)、載運物和(he)各種(zhong)(zhong)電子設備。

中型(xing)火箭的(de)第一級包括由RS-68發(fa)動機提(ti)供(gong)(gong)動力(li)的(de)一臺通(tong)用(yong)助推核心 (CBC)。它的(de)第二級由RL10B-2發(fa)動機提(ti)供(gong)(gong)動力(li)，同時還包括各種操作和控(kong)制高度(du)的(de)電(dian)子設備(bei)，例如(ru)德爾塔(ta)II型(xing)中使(shi)用(yong)的(de)冗(rong)余(yu)慣性飛行控(kong)制組件系統 (RIFCA) 以及燃料箱和氧化(hua)劑箱。

中(zhong)(zhong)型(xing)(xing)(xing)+火(huo)(huo)箭(jian)的第(di)一級除了含有(you)(you)與(yu)中(zhong)(zhong)型(xing)(xing)(xing)火(huo)(huo)箭(jian)相同(tong)的組件外，還有(you)(you)兩個(ge)或四個(ge)直徑(jing)為1.5米(mi)的固體(ti)火(huo)(huo)箭(jian)捆綁式石墨(mo)環氧發動機(ji) (GEM)。所有(you)(you)中(zhong)(zhong)型(xing)(xing)(xing)+火(huo)(huo)箭(jian)都使用RL10B-2發動機(ji)向第(di)二級提供動力(li)，但是5.2和(he)5.4版比中(zhong)(zhong)型(xing)(xing)(xing)和(he)中(zhong)(zhong)型(xing)(xing)(xing)+4.2版擁(yong)有(you)(you)直徑(jing)更大的燃料箱和(he)更長的氧化劑箱。

重型火(huo)箭(jian)看起來就像一(yi)個(ge)(ge)超級火(huo)箭(jian)，它不但擁有主(zhu)要的(de)(de)通用助推核心，還包括兩(liang)個(ge)(ge)附加(jia)的(de)(de)捆綁式助推器(qi)。這三個(ge)(ge)助推器(qi)各自裝有的(de)(de)RS-68發動機，重型火(huo)箭(jian)的(de)(de)第二級還有一(yi)個(ge)(ge)直徑(jing)(jing)為5米的(de)(de)燃料箱和直徑(jing)(jing)為5米的(de)(de)載運物設施配件。

工作原理

第一(yi)(yi)級的(de)目標只(zhi)有一(yi)(yi)個：使(shi)火箭離開地面。每個通用助推核心(xin) (CBC) 的(de)底(di)端部(bu)分都有一(yi)(yi)臺RS-68發動機，中(zhong)間(jian)部(bu)分包括(kuo)燃料(liao)箱，里面裝(zhuang)有液(ye)態(tai)氫(qing)和(he)液(ye)態(tai)氧，對于兩個捆綁式助推器來說，這就(jiu)是全部(bu)構造。它們只(zhi)是為了提供將(jiang)沉重的(de)載運(yun)物送入軌道所必需的(de)額外(wai)燃料(liao)和(he)發動機。

雖然(ran)RS-68發動(dong)機(ji)首次應用(yong)在德爾(er)塔IV型火(huo)箭系列，但它的(de)效率卻比其所代替的(de)液態氧/煤油發動(dong)機(ji)高出30%。它的(de)部件較少，因此(ci)可(ke)靠性更(geng)高，成本更(geng)低，而且(qie)RS-68發動(dong)機(ji)還是環保型的(de)，因為它產生的(de)唯一副產品(pin)只(zhi)是蒸汽(qi)。在發射時，RS-68發動(dong)機(ji)會產生2,891千牛頓的(de)推力。在三個助推核心的(de)幫助下(xia)，德爾(er)塔IV型重(zhong)型火(huo)箭可(ke)以將(jiang)最(zui)多28,790公(gong)斤(jin)（參考值，如送(song)(song)入極(ji)地軌道(dao)則最(zui)大酬載(zai)為23,560噸(dun)）的(de)載(zai)運(yun)物(wu)送(song)(song)入近地軌道(dao)，它“最(zui)親近的(de)兄弟”，德爾(er)塔IV 中型+火(huo)箭（5.4版(ban)）可(ke)以將(jiang)11,475公(gong)斤(jin)的(de)載(zai)運(yun)物(wu)送(song)(song)入相同軌道(dao)。

裝配與發射地點

德爾(er)塔-4運(yun)載火箭在水平綜合設備廠（Horizontal Integration Facility）進行裝配，發射(she)(she)地點(dian)則是在卡納維爾(er)角LC-37B發射(she)(she)臺(tai)，另(ling)一座(zuo)發射(she)(she)臺(tai)在范登堡空(kong)軍基地SLC-6發射(she)(she)臺(tai)。

發射過程

一(yi)次發(fa)射(she)(she)首先是點(dian)燃(ran)(ran)(ran)三個(ge)RS-68主(zhu)發(fa)動(dong)機，然后升空，幾分鐘(zhong)內，捆綁(bang)式助(zhu)推器被投棄(qi)（離開主(zhu)火(huo)箭(jian)體），此時它們的(de)燃(ran)(ran)(ran)料已經用完并(bing)且(qie)完成(cheng)了(le)將火(huo)箭(jian)從地面發(fa)射(she)(she)的(de)任務，隨后連接(jie)在(zai)中央助(zhu)推器上的(de)主(zhu)中央發(fa)動(dong)機關閉，并(bing)且(qie)主(zhu)CBC（由(you)(you)主(zhu)發(fa)動(dong)機、下部(bu)(bu)的(de)燃(ran)(ran)(ran)料箱(xiang)以(yi)及連接(jie)第一(yi)級和(he)第二級的(de)段間組(zu)成(cheng)）底(di)部(bu)(bu)的(de)2/3部(bu)(bu)分也被投棄(qi)，剩下的(de)第二級火(huo)箭(jian)（主(zhu)要由(you)(you)燃(ran)(ran)(ran)料箱(xiang)、RL10B-2發(fa)動(dong)機、導(dao)航電子設備(bei)和(he)載(zai)運(yun)物組(zu)成(cheng)）都被稱為整(zheng)流罩的(de)錐形保(bao)護物包住。

發射原理

與第(di)(di)一(yi)級(ji)相比，第(di)(di)二級(ji)火箭像(xiang)個坐在壯漢肩上的(de)(de)芭蕾舞女演員，雖然它(ta)沒有三個助(zhu)推器(qi)發(fa)(fa)(fa)動(dong)機(ji)那么大的(de)(de)能(neng)量，但(dan)它(ta)具備(bei)的(de)(de)能(neng)量、平衡性(xing)和(he)精確性(xing)可以(yi)處理更為精密的(de)(de)任務——將人造衛星送入(ru)準(zhun)確軌道。第(di)(di)一(yi)級(ji)部(bu)件拋(pao)棄后(hou)，第(di)(di)二級(ji)將點燃發(fa)(fa)(fa)動(dong)機(ji)并拋(pao)棄起(qi)保護作用(yong)(yong)的(de)(de)整(zheng)流罩，隨后(hou)二級(ji)發(fa)(fa)(fa)動(dong)機(ji)關(guan)閉 (第(di)(di)二階(jie)段(duan)(duan)(duan)-1)，在此階(jie)段(duan)(duan)(duan)RL10B-2發(fa)(fa)(fa)動(dong)機(ji)被關(guan)閉，火箭在高空(kong)滑行(xing)期間用(yong)(yong)推進(jin)器(qi)進(jin)行(xing)第(di)(di)二階(jie)段(duan)(duan)(duan)調整(zheng)，此時航空(kong)電子設(she)備(bei)和(he)姿(zi)態控制系統(tong)在整(zheng)個第(di)(di)二階(jie)段(duan)(duan)(duan)提供導(dao)向，冗余慣性(xing)飛行(xing)控制組(zu)件系統(tong)幫助(zhu)火箭將載運物送入(ru)正確軌道。

德爾塔IV型重型火箭在2004年12月21日首次飛(fei)(fei)行時，攜帶(dai)了三(san)顆人造衛(wei)星(xing)，即(ji)主要的重量模(mo)擬衛(wei)星(xing) (DemoSat) 和兩顆輔助的高(gao)校研究(jiu)衛(wei)星(xing)（被(bei)合成為極(ji)微(wei)衛(wei)星(xing)-2），在首次飛(fei)(fei)行的高(gao)空(kong)滑行期間(jian)，極(ji)微(wei)衛(wei)星(xing)-2被(bei)激(ji)活并釋放。

隨著極微(wei)衛星2號的釋放，發動機進(jin)行兩次重新啟動并關閉（第二(er)階(jie)(jie)段(duan)-2和第二(er)階(jie)(jie)段(duan)-3），這樣做可以在第二(er)階(jie)(jie)段(duan)保(bao)存部分能量(liang)。

由(you)于德爾(er)塔IV型重型火箭效率非常高，因(yin)此它(ta)攜帶的燃料(liao)，可以(yi)保證它(ta)在幾乎所有高度和軌道(dao)部(bu)署(shu)衛(wei)星(xing)，另(ling)外，由(you)于第二級發(fa)動機完成了(le)大部(bu)分定位工作(zuo)，并可以(yi)將它(ta)們的載運物精確送入軌道(dao)，因(yin)此衛(wei)星(xing)可以(yi)消耗較少的能(neng)(neng)量，并利用多余燃料(liao)延(yan)長(chang)自身功能(neng)(neng)的運行時間(jian)，第二級到(dao)達預定軌道(dao)后，載運物重量模擬衛(wei)星(xing)被激活(huo)并從載體(ti)分離(li)。

未來發展

“德爾塔-Ⅳ重型”運載(zai)火(huo)箭(jian)的載(zai)人飛行(xing)不會立刻為波音(yin)公(gong)司(si)(si)帶來(lai)效益，但從(cong)長遠(yuan)來(lai)看，會使波音(yin)公(gong)司(si)(si)擺脫美國空軍，因(yin)為波音(yin)公(gong)司(si)(si)使用從(cong)洛(luo)克希德公(gong)司(si)(si)盜竊的“阿特拉斯Ⅴ”項目文件而被實施(shi)10億美元的制裁。

2004年12月21日(ri)，德(de)爾塔IV型(xing)(xing)火箭(jian)(jian)(jian)系(xi)列最(zui)新的(de)成員(yuan)在佛(fo)羅里達(da)州卡納(na)維拉爾角(jiao)空軍基地(di)發射升(sheng)空，這也是(shi)它的(de)首次(ci)(ci)飛行(xing)。大約六小(xiao)時后(hou)，火箭(jian)(jian)(jian)釋放了(le)它的(de)載運物并完(wan)成了(le)此次(ci)(ci)任務。遺(yi)憾的(de)是(shi)，火箭(jian)(jian)(jian)沒(mei)能到(dao)達(da)正確軌道(dao)，后(hou)來科學家們查看數據時，認(ren)定第一(yi)級(ji)火箭(jian)(jian)(jian)的(de)燃燒(shao)時間(jian)沒(mei)有達(da)到(dao)預期長度，但是(shi)，在使(shi)用了(le)這么多新型(xing)(xing)和升(sheng)級(ji)型(xing)(xing)技術的(de)情況下，只有一(yi)件事出錯，應該說是(shi)瑕不掩瑜，德(de)爾塔IV型(xing)(xing)重型(xing)(xing)火箭(jian)(jian)(jian)第一(yi)次(ci)(ci)試飛完(wan)成了(le)所有主要測(ce)試目(mu)標，是(shi)一(yi)次(ci)(ci)成功的(de)飛行(xing)。

波音公(gong)司正在研(yan)究方(fang)案以改(gai)進(jin)德爾塔IV型(xing)重型(xing)火箭并研(yan)制德爾塔系列的(de)下一(yi)代(dai)產品(pin)，其中一(yi)些變化包(bao)括RS-68主發動機的(de)改(gai)進(jin)、給三個主推核心(xin)增加GEM以及燃料密(mi)度(du)和(he)通道的(de)改(gai)進(jin)。

2016年6月11日，美國(guo)在佛羅里達州卡納維拉爾(er)角空(kong)軍基地用(yong)目前美國(guo)最大型的運載火(huo)箭將一顆(ke)間(jian)諜衛星送入了太(tai)空(kong)。

優勢所在

美宇航局的(de)航天(tian)飛(fei)機(ji)與以前的(de)巨型(xing)火箭相比顯得(de)十分“渺(miao)小(xiao)”，但在其28年的(de)飛(fei)行歷史上，這(zhe)種載(zai)人航天(tian)工具的(de)成就同樣輝煌。在地面，航天(tian)飛(fei)機(ji)從(cong)機(ji)鼻到(dao)機(ji)尾(wei)長約(yue)122英(ying)尺(chi)(37米)，高(gao)56英(ying)尺(chi)(17米)，翼展約(yue)為78英(ying)尺(chi)(23米)。

發射(she)時，航(hang)天(tian)飛(fei)機(ji)下面是相當于(yu)15層(ceng)樓高的(de)(de)(de)外掛燃料箱，兩側是兩個(ge)固體火箭(jian)推進(jin)器。安放(fang)到發射(she)臺以后，航(hang)天(tian)飛(fei)機(ji)從外掛燃料箱頂部到兩個(ge)固體火箭(jian)推進(jin)器尾部高184英(ying)尺(56米)，航(hang)天(tian)飛(fei)機(ji)有一(yi)(yi)個(ge)長60英(ying)尺(18米)、寬15英(ying)尺(4.5米)的(de)(de)(de)有效(xiao)載荷(he)艙(cang)，軌道器可以將大量(liang)有效(xiao)載荷(he)送入地球(qiu)軌道，使得航(hang)天(tian)飛(fei)機(ji)成為唯(wei)一(yi)(yi)能向(xiang)國際空(kong)間站運送大型片段的(de)(de)(de)航(hang)天(tian)器，十多年來(lai)，國際空(kong)間站建設(she)始終占據著航(hang)天(tian)飛(fei)機(ji)飛(fei)行的(de)(de)(de)主要日程。

自(zi)1981年“哥(ge)倫(lun)比(bi)亞”號首飛(fei)以來(lai)，航(hang)天飛(fei)機(ji)迄今共實(shi)施了128次發(fa)射任務。不幸的(de)是，期間發(fa)生了兩次意外(wai)：第一次是“挑戰者(zhe)”號航(hang)天飛(fei)機(ji)失(shi)事(shi)，1986年1月(yue)，由(you)(you)于(yu)固(gu)體火箭推(tui)進器的(de)O形密封圈發(fa)生泄(xie)漏，“挑戰者(zhe)”號發(fa)射后(hou)不久即爆(bao)炸解體，機(ji)上7名宇航(hang)員全部(bu)遇難。第二次是“哥(ge)倫(lun)比(bi)亞”號航(hang)天飛(fei)機(ji)失(shi)事(shi)，2003年2月(yue)，由(you)(you)于(yu)航(hang)天飛(fei)機(ji)熱屏蔽系統(tong)在(zai)發(fa)射時遭(zao)到損(sun)壞(huai)，“哥(ge)倫(lun)比(bi)亞”號在(zai)返回地球大氣層時發(fa)生爆(bao)炸，機(ji)上7名宇航(hang)員也全部(bu)喪生。

每(mei)次(ci)事(shi)故發(fa)生之后，美(mei)宇航局(ju)都(dou)停飛(fei)所有的航天飛(fei)機，對其安(an)全性能進(jin)行改進(jin)，美(mei)宇航局(ju)官(guan)員表示(shi)，由于有了(le)安(an)裝(zhuang)在頂部(bu)的密封艙和發(fa)射(she)逃逸系統，新一代“戰神1號”火箭比航天飛(fei)機設(she)計安(an)全了(le)許多。美(mei)宇航局(ju)官(guan)員透(tou)露，除了(le)定于27日的“戰神I-X”火箭試(shi)飛(fei)外，發(fa)射(she)逃逸系統也將(jiang)在2010年開始(shi)接受檢測。

衍生型號

德(de)爾(er)塔-4運載(zai)(zai)火(huo)箭(jian)(jian)(jian)有五種(zhong)衍生型(xing)(xing)(xing)(xing)：德(de)爾(er)塔-4中型(xing)(xing)(xing)(xing)運載(zai)(zai)火(huo)箭(jian)(jian)(jian)，德(de)爾(er)塔-4中型(xing)(xing)(xing)(xing)+運載(zai)(zai)火(huo)箭(jian)(jian)(jian)（內有三(san)種(zhong)衍生：（4.2）、（5.2）、（5.4），數(shu)字前者代表整流罩的(de)(de)外直徑(jing)，后(hou)者則代表小(xiao)型(xing)(xing)(xing)(xing)固態火(huo)箭(jian)(jian)(jian)支數(shu)），還有德(de)爾(er)塔-4重型(xing)(xing)(xing)(xing)運載(zai)(zai)火(huo)箭(jian)(jian)(jian)，多(duo)樣化的(de)(de)型(xing)(xing)(xing)(xing)式是(shi)為了符(fu)(fu)合(he)特殊的(de)(de)酬載(zai)(zai)物尺寸，德(de)爾(er)塔-4運載(zai)(zai)火(huo)箭(jian)(jian)(jian)是(shi)首(shou)要符(fu)(fu)合(he)美國(guo)軍方需求(qiu)的(de)(de)運載(zai)(zai)火(huo)箭(jian)(jian)(jian)。