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德爾塔系列運載火箭

德爾塔系列運載火箭(英文:Delta Family),德爾塔系列運載運載火箭是由“雷神”運載火箭改良,于1957年9月首度發射成功。隨后以其第一節火箭與其它上面級火箭組合的火箭也發射衛星用來進行太空探測。德爾塔運載火箭于1960年代開始進行美國的太空酬載任務,并發射超過三百次,且成功率達95%以上。現役有德爾它二型及四型,德爾它系列運載火箭由聯合發射同盟公司發射及建造。經過數十年的發展,德爾塔系列運載火箭已經發展出幾十個子型號。

火箭名稱德爾塔系列運載火箭英文名稱Delta Family
研制國家美國研制單位聯合發射同盟

火箭簡介

德爾塔系列運載火箭由雷神運載火箭改良,雷神運載火箭為美國第一枚彈道導彈的第一節。雷神于1950年代設計,部署于英國或其他屬于同盟國的國家,于1957年9月首度發射成功。隨后以其第一節火箭與其他上面級火箭組合的火箭也發射衛星用來進行太空探測。雷神的最上級(第四節)又稱雷神德爾塔(Delta是希臘文中第四個字母),最后簡稱整體火箭為德爾塔。

美國國家航空航天局預定德爾塔運載火箭為由導彈至運載火箭的過渡時期之運載火箭,在1960至1961年應用于通訊氣象科學月球探測等項目。此計劃欲以其他火箭取代德爾塔運載火箭舊有的設計,并非加強德爾塔運載火箭的性能,而是增加其可靠性,1959年4月美國國家航空航天局與道格拉斯航空公司簽約進行12枚火箭的設計。

第一節:由布洛克I MB-3(Block I MB-3)引擎改良雷神中程彈道導彈,推力152,000磅(676千牛頓),燃料為液態氧和煤油。

第二節:也為經修改的部分,引擎為氣體噴射AJ-10-118(Aerojet AJ-10-118),可產生7,700磅(34千牛頓)的推力,其燃料為四氧化二氮及聯氨,此節花了四百萬美元作修改,修改后版本沿用至今。

第三節:牽牛星A引擎,在未與第二節火箭分離時,每分鐘旋轉一百次來穩定整個末端節,動力來源是兩具固態火箭;分離之后,ABL-248可提供2,800磅(12千牛頓)推力,推進時間28秒,酬載艙為玻璃纖維制成。

酬載量

低地軌道(241公里~370公里):295千克(650磅)。

地球同步軌道:45千克(100磅)。

成功次數/總發射次數:11/12。

花費金費:4300萬美元(12次),超出原預算300萬美元,而且有14次另外的發射未達成。

德爾塔A型運載火箭

布洛克 I MB-3引擎,推力152,000磅(676千牛頓),改良后成為布洛克 II MB-3引擎,推力170,000磅(756千牛頓);共發射兩次。

德爾塔B型運載火箭

于此階段做了些許改變,將最上級火箭燃料槽增長3尺,提高氧化劑能量,增加固態推進器導航系統。德爾塔運載火箭也在此時由過渡時期至軍事時期。可酬載90千克衛星至地球同步軌道,共發射6次。

德爾塔C型運載火箭

第三節由原本的牽牛星改成牽牛星二號引擎,牽牛星二號引擎的改進也用在偵查者號運載火箭上,整個引擎的重量較原型長3英尺(76厘米),重量增加10%,但推力也增強65%。

德爾塔D型運載火箭

德爾塔D運載火箭

德爾塔D運載火箭

德爾塔D型運載火箭于1965年4月6日在卡納維爾角發射INTELSAT-I衛星增加三枚卡斯托1(Castor 1)輔助火箭以增強推力,共發射兩次。

德爾塔E型運載火箭

使用卡斯托2輔助火箭,推力相同,但推進時間增長。第一節采用布洛克3MB-3引擎,推力17萬2千磅765千牛頓。第二節的AJ10-118E直徑由0.84米增加為1.4米,推進時間加倍。使用亞吉納(Agena)酬載艙。酬載量較德爾塔D型運載火箭增加45千克至地球同步軌道。于1965年進行第一次發射。

德爾塔G型運載火箭

發射兩次生物衛星,于1966年進行第一次發射。

德爾塔J型運載火箭

第三節使用Thiokol Star 37D引擎,于1968年第一次發射。

德爾塔L型運載火箭

第一節直徑擴大為2.4米,改用FW-4d引擎為第三節。

德爾塔M型運載火箭

將第三節改為斯塔37D(Star 37D)引擎。

德爾塔N型運載火箭

德爾塔N型運載火箭-6于1971年10月在范登堡空軍基地發射ITOS衛星有兩節的型式與德爾塔M型運載火箭相同,在1968年到1972年間發射了九次,其中八次成功。

德爾塔超級6號運載火箭

將德爾塔N或M型運載火箭加裝額外的固態輔助火箭,同步衛星軌道酬載能力為1,000磅(450千克)。

德爾塔系列運載火箭發射的可靠性

從1969年到1978年間,雷神--德爾塔運載火箭是美國國家航空航天局最頻繁使用的火箭,在這十年間發射了84次(第二名是偵查者號運載火箭,發射了32次),美國國家航空航天局不僅使用此系列火箭發射自己的衛星,也幫政府發射過衛星,甚至是外國政府的衛星來履行與他國的契約。雷神--德爾塔運載火箭的可靠性在1960年代和1970年代已算極高,在84次發射中,僅有7次是失敗的(91.6%的成功率)。

在1972年,道格拉斯公司引進一種新的火箭命名方式,將原本的希臘字母命名法改為阿拉伯數字命名法 ,此種命名法可應付時常改版的德爾塔系列運載火箭,避免字母的耗盡。

德爾塔904型運載火箭

在1972年7月23日,發射Landsat 1衛星為第一個有使用九支固態輔助火箭的發射火箭,另一項突破是第二節引擎改為AJ 10-118F引擎,這次發射的雷神--德爾塔運載火箭被命名為德爾塔904運載火箭。

德爾塔1000系列運載火箭

德爾塔1910型運載火箭于1975年7月21日在卡納維爾角發射。增加為2.4米直徑的酬載艙空間,其綽號又稱直徑八,使用九支海貍固態輔助火箭。第一次成功發射為1972年9月22日,酬載衛星為探險家47。

德爾塔2000系列運載火箭

德爾塔2914型運載火箭于1978年1月26日在卡納維爾角發射。這型的特色為使用RS-27第一節引擎在加大的燃料槽上,直徑與德爾塔1000系列運載火箭,此型被用發射Landsat 2(1975年)和Landsat 3(1978年)衛星。

德爾塔3000系列運載火箭

德爾塔3910型運載火箭

德爾塔3910型運載火箭

德爾塔3910型運載火箭于1980年2月14日在卡納維爾角發射。引進海貍四型固態輔助火箭第一節則和1000及2000型相同,也引進酬載援助元件及斯塔48B固態火箭,用在第三節,之后這個火箭也用在德爾塔二號運載火箭的第三節。

德爾塔4000系列運載火箭

使用舊版的MB-3引擎,搭配加大后的燃料槽及海貍四號固態輔助火箭,只發射過兩次。

德爾塔5000系列運載火箭

使用新的海貍四型A固態輔助火箭,仍搭配原本的RS-27第一節主引擎,只發射過一次。

德爾塔二號系列運載火箭

德爾塔二號運載火箭

德爾塔二號運載火箭

德爾塔二號運載火箭7925(2925)發射深度撞擊號德爾塔二號系列運載火箭由不有名的德爾塔6000系列運載火箭及德爾塔7000系列運載火箭加以變型而成。
德爾塔-2最初由麥道公司設計和制造,在麥道被波音公司合并后,則由波音的綜合防務系統分部負責生產。德爾塔-2是NASA手中的一種重要火箭,從1989年開始投入使用。德爾塔-2包含以下幾個子系列:德爾塔-2 6000(已經退役),德爾塔-2 7000(仍在使用),以及德爾塔-2 7000的兩個變種(輕型型號和重型型號)。

德爾塔6000系列運載火箭

德爾塔6920-10型運載火箭于1990年7月1日在卡納維爾角發射。在1986年挑戰者號爆炸事件后,表現出德爾塔系列運載火箭必須繼續發射,德爾塔二號運載火箭也必須加強,增加為更大的燃料槽,達12尺(3.6米),提供了更多的燃料儲存;仍沿用海貍四號A固態輔助火箭,特別的是有六支在發射臺上點燃,其他三支在空中點燃。

德爾塔7000系列運載火箭

第一節引擎改用RS-27A引擎,增加燃料使用的效率,另從海克力斯(Hercules)公司引進GEM-40固態火箭作為第三節,雖然長度較長,但其重量較輕,可裝載比較多的酬載物。

德爾塔二號輕中型運載火箭

此型由德爾塔7000系列運載火箭改裝而成,沒有第三節火箭,但也減少了固態輔助火箭的使用量,通常只裝三支,但有時候也會裝四支,主要功能是用來發射美國國家航空航天局的小型衛星。

德爾塔二號重型運載火箭

結合了德爾塔792X運載火箭和GEM-46固態輔助火箭。GEM-46是從德爾塔三號運載火箭拿來使用。

德爾塔(德爾塔)三號運載火箭

道格拉斯/波音公司想加強火箭的酬載能力所以就研發此型運載火箭。將第二及第三節火箭的引擎改為低溫引擎(液態氫/液態氧),可以增加推進效率且不產生多余的成本負擔,引擎是一顆Pratt&Whitney RL10引擎,原本用于半人馬座火箭的第二節引擎。液態氫燃料儲存在直徑4米的橘色絕熱槽內。緊鄰著液態氫和引擎,包括點火器部分;此技術來自日本H-II火箭的配置方式。為了降低整臺火箭的高度,也避免被側橫風吹倒,第一節煤油/液態氧的燃料槽做得特別粗而矮,所以整臺火箭的直徑完全相同。

九支GEM-46固態輔助火箭在安裝時,其中三支并沒有垂直地面裝置,而有向量的考量,德爾塔三號運載火箭發射的并不順利,前兩次發射都以失敗收場,第三次雖發射成功,但酬載艙里面沒有載任何衛星。

德爾塔三號運載火箭為波音公司所研制的不可重復使用火箭,于1998年8月26日進行首次發射,三次飛行中,前兩次皆失敗,第三次才成功,酬載衛星只是模擬酬載。德爾塔三號運載火箭能運載3800公斤(8400磅)的衛星至地球同步軌道,約為德爾塔二號運載火箭酬載量的兩倍。

于1990年代,酬載衛星的重量持續上升,德爾塔二號運載火箭顯然無法發射未來更重的衛星,德爾塔火箭相對上為較復雜的火箭,設計方向應能有彈性的調整酬載量和降低研發成本,而非降低單次發射費用。波音公司認為需要增加酬載容積,更具競爭力的價格及縮短整備時間才能維持現有市場。

于1998年8月27日在卡納維爾角空軍基地的首次發射失敗起因于自德爾塔二號運載火箭所修改的軟件在第一節飛行時無法導航,控制火箭的液體耗盡后,火箭失去控制亦被銷毀,星系(Galaxy)X衛星(休茲(Hughes)HS601 HP型)也墜入大西洋中。

于1999年5月4日在卡納維爾角的第二次發射依舊失敗,是因第二節引擎的壓力不正常并導致破裂,在未到達預定軌道時就停止推進,獵戶座(Orion)3衛星(休茲 HS601型)則被送至無用的軌道。

于2000年8月23日進行第三次發射,酬載衛星為DM-F3衛星,為一枚模擬HS601通訊衛星的酬載物,也放置了多個感應器以監測火箭異狀,最后軌稍微降低(由26,000公里降至20,600公里),但仍算成功。然而,各項綜合因素也結束了德爾塔三號運載火箭的商業火箭市場,多數客戶對于連續兩次失敗沒有信心,德爾塔四號運載火箭的出現也確定此次為德爾塔三號運載火箭的最后一次發射。

德爾塔三號運載火箭的第一節使用煤油及液態氧為燃料,德爾塔二號運載火箭的第二節因較無效率也較復雜,所以被液態氧及液態氫為燃料的引擎取代,輔助火箭也明顯增大,更大的整流罩提高酬載空間,第一節燃料槽改良后能裝載更多燃料。

德爾塔三號運載火箭第二節的普拉特&惠特尼(Pratt & Whitney)RL-10火箭引擎也被證實是高效能引擎,液態氫的燃料槽直徑達四米,外部覆有和航天飛機外部燃料槽相同的絕緣泡棉,是由三菱重工制造。在早期的德爾塔運載火箭中,第二節的液態氧燃料槽直徑皆為2.4米,并無改變。RL-10火箭引擎也是半人馬座火箭的末端節引擎,較新的RL-10B-2引擎有較長的噴嘴,燃料管圍繞在噴嘴上,在太空中能增加膨脹比率及增進效率,噴嘴由碳復合材料制成,是由法國的SEP公司制造。

固態輔助火箭則是Alliant GEM-46s或GEM LDXL(Large Diameter Extended Length),長14.7米,直徑46吋,德爾塔二號運載火箭的輔助火箭長13米,直徑40吋,六枚輔助火箭在發射臺上點火,三枚則于空中點火,為了維持操縱穩定,其中三枚輔助火箭有導航噴嘴(vectoring nozzles)。

酬載艙的整流罩由復合材料制成,和直徑四米的第二節氫燃料槽相接合。

為維持火箭適當的長度及避免高空中的橫向風造成導航問題,所以第一節縮短,早期的煤油燃料槽,和液態氧燃料槽一樣,都是2.4米直徑,而德爾塔三號運載火箭則改成短胖的4米直徑燃料槽,此燃料槽也是三菱重工制造,發射架的高度亦隨燃料槽縮短而降低高度。

德爾塔三號運載火箭有四種設計由德爾塔二號運載火箭改良而來,其代碼為德爾塔8930。

德爾塔三號運載火箭有良好的性能及合理的價格,且地球同步軌道酬載能力達德爾塔二號運載火箭的兩倍,然而,連續前兩次發射皆失敗,而且更先進的德爾塔四號運載火箭及海上發射(Sea Launch)火箭相繼成功,德爾塔三號運載火箭必定為過渡時期的運載火箭,而德爾塔三號運載火箭的相關科技及結構都為德爾塔四號運載火箭立下了基礎。

德爾塔四號運載火箭

德爾塔四號系列運載火箭屬于美國空軍的計劃的發展不可回收的運載火箭,道格拉斯/波音公司進而推出德爾塔四號運載火箭,整臺火箭的組成元件和技術都是從現有的火箭中取得,洛克希德馬丁公司和波音公司都有簽這項合約,德爾塔四號運載火箭正因此而生,位在阿拉巴馬州。

德爾塔四號運載火箭

德爾塔四號運載火箭

第一節變成以液態氫燃料的引擎,上面節的技術和德爾塔三號運載火箭的上面節相同,但直徑增加到5米。

RS-68為一種新的大的液態引擎,最先被設計出是在1970年代末期的航天飛機主引擎設計計劃,原本的終旨即為低成本大推力,RS-68引擎減少內部加壓致使其效率高于航天飛機主引擎設計計劃。簡單的管線設計,引擎燃燒室和管線就只有溝槽和面的設計,是史威特(Soviet)引擎的前身。

第二節及酬載艙的外殼都直接沿用德爾塔三號運載火箭的設計,但只限于使用中型的德爾塔四號運載火箭;大型的則使用直徑5米之酬載艙。
大型的德爾塔四號運載火箭(不含德爾塔四號重型運載火箭)配有二到四支GEM-60 的60英吋(1.524米)的固態輔助火箭。

管線的校正和電線的配置需要一座發射臺,第一節主引擎及燃料通常被認定為火箭核心(CBC),而德爾塔四號重型運載火箭有另外兩個核心來作為輔助火箭。

未來展望

德爾塔四號重型運載火箭于2004年12月10日在卡納維爾角發射。現今最受關注的就是德爾塔四號重型運載火箭,具有三個核心,可酬載20公噸到近地球軌道;10噸到同步衛星軌道。

德爾塔4系列運載火箭是美國近年發展的新一代大推力、低成本、高可靠性的運載火箭。它綜合運用了新技術和成熟的技術。繼承采用了德爾塔3的上面級和德爾塔2的制導系統,研制了新的配備RS-68液氫液氧一級發動機的公共助推芯級。德爾塔4系列基于一個公共助推核心有5種構型,能將4 233~12 757 kg規格的中型和重型載荷送入地球同步轉移軌道(GTO)。

德爾塔系列運載火箭
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最新更新:2015-08-06 16:59
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