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結構類型

德(de)爾塔(ta)IV型(xing)火(huo)箭系列有(you)三種主(zhu)要結構或類型(xing)：中型(xing)、中型(xing)+（4.2、5.2 和 5.4 版）、重型(xing)。每種結構都裝有(you)的(de)(de)第一級(ji)(ji)（火(huo)箭底部的(de)(de)2/3）和第二(er)級(ji)(ji)（火(huo)箭頂部的(de)(de)1/3）火(huo)箭，前者包括燃料(liao)箱和主(zhu)發動(dong)機(ji)，后者包括二(er)級(ji)(ji)發動(dong)機(ji)、燃料(liao)箱、載運物和各種電子設(she)備(bei)。

中型火箭的(de)(de)第一級包括由(you)RS-68發動機(ji)提(ti)供動力(li)的(de)(de)一臺通用助(zhu)推核心 (CBC)。它的(de)(de)第二級由(you)RL10B-2發動機(ji)提(ti)供動力(li)，同時還包括各(ge)種操作和控(kong)制高度的(de)(de)電子設備，例(li)如德爾(er)塔II型中使用的(de)(de)冗余慣(guan)性飛行控(kong)制組件系統 (RIFCA) 以及燃料(liao)箱和氧化劑箱。

中型+火(huo)箭(jian)的(de)第一級除了含有(you)(you)與中型火(huo)箭(jian)相(xiang)同的(de)組件外，還有(you)(you)兩(liang)個(ge)或四個(ge)直(zhi)徑(jing)為(wei)1.5米的(de)固(gu)體(ti)火(huo)箭(jian)捆綁(bang)式石墨環氧發(fa)動(dong)(dong)機(ji) (GEM)。所有(you)(you)中型+火(huo)箭(jian)都使用RL10B-2發(fa)動(dong)(dong)機(ji)向第二級提供(gong)動(dong)(dong)力，但是5.2和5.4版(ban)比中型和中型+4.2版(ban)擁(yong)有(you)(you)直(zhi)徑(jing)更(geng)大的(de)燃料箱和更(geng)長的(de)氧化劑箱。

重(zhong)型(xing)火(huo)(huo)箭(jian)看起來就像一個(ge)超級火(huo)(huo)箭(jian)，它不但擁有主要(yao)的(de)(de)(de)通(tong)用助(zhu)推(tui)核心，還包括兩個(ge)附加的(de)(de)(de)捆綁式(shi)助(zhu)推(tui)器(qi)。這三個(ge)助(zhu)推(tui)器(qi)各自裝有的(de)(de)(de)RS-68發動(dong)機，重(zhong)型(xing)火(huo)(huo)箭(jian)的(de)(de)(de)第二級還有一個(ge)直(zhi)徑(jing)為5米的(de)(de)(de)燃(ran)料箱(xiang)和直(zhi)徑(jing)為5米的(de)(de)(de)載運物設施配(pei)件(jian)。

工作原理

第一級的目標只(zhi)有一個：使(shi)火箭離開地面。每個通用助(zhu)推核心 (CBC) 的底端部分(fen)都(dou)有一臺RS-68發(fa)動(dong)機，中間部分(fen)包括(kuo)燃料箱(xiang)，里面裝有液(ye)態(tai)氫和液(ye)態(tai)氧，對(dui)于(yu)兩個捆綁式助(zhu)推器來說(shuo)，這就(jiu)是全部構(gou)造(zao)。它們只(zhi)是為了提供將沉(chen)重的載運(yun)物送入軌道所(suo)必需的額外燃料和發(fa)動(dong)機。

雖然RS-68發(fa)(fa)動機首(shou)次應用(yong)在(zai)德(de)(de)爾塔IV型火箭(jian)(jian)系列，但它(ta)的(de)(de)(de)(de)效(xiao)率(lv)卻(que)比其所代替的(de)(de)(de)(de)液態氧/煤油發(fa)(fa)動機高(gao)出30%。它(ta)的(de)(de)(de)(de)部件較少(shao)，因(yin)此可靠性更高(gao)，成本更低，而且RS-68發(fa)(fa)動機還是(shi)環保型的(de)(de)(de)(de)，因(yin)為它(ta)產生的(de)(de)(de)(de)唯(wei)一副產品只是(shi)蒸汽。在(zai)發(fa)(fa)射時，RS-68發(fa)(fa)動機會(hui)產生2,891千(qian)牛(niu)頓的(de)(de)(de)(de)推(tui)力。在(zai)三個助(zhu)推(tui)核心的(de)(de)(de)(de)幫(bang)助(zhu)下，德(de)(de)爾塔IV型重型火箭(jian)(jian)可以將(jiang)最多28,790公斤(jin)（參考值，如送(song)入(ru)極地軌道(dao)則(ze)最大酬載(zai)為23,560噸）的(de)(de)(de)(de)載(zai)運物(wu)送(song)入(ru)近地軌道(dao)，它(ta)“最親近的(de)(de)(de)(de)兄弟”，德(de)(de)爾塔IV 中型+火箭(jian)(jian)（5.4版）可以將(jiang)11,475公斤(jin)的(de)(de)(de)(de)載(zai)運物(wu)送(song)入(ru)相同軌道(dao)。

裝配與發射地點

德(de)爾(er)塔-4運載火箭在(zai)水平綜合設備廠（Horizontal Integration Facility）進行裝配，發(fa)射(she)(she)地(di)點則是在(zai)卡(ka)納(na)維爾(er)角LC-37B發(fa)射(she)(she)臺(tai)，另一座(zuo)發(fa)射(she)(she)臺(tai)在(zai)范登堡空軍基地(di)SLC-6發(fa)射(she)(she)臺(tai)。

發射過程

一次發射首先是點燃三個(ge)RS-68主發動(dong)機(ji)(ji)，然后升(sheng)空，幾分鐘內，捆綁式助(zhu)推器(qi)被投(tou)棄(qi)（離開主火箭(jian)體），此時它們的(de)燃料已(yi)經用完并且完成了將火箭(jian)從(cong)地面發射的(de)任務，隨(sui)后連接在中央助(zhu)推器(qi)上(shang)的(de)主中央發動(dong)機(ji)(ji)關閉(bi)，并且主CBC（由主發動(dong)機(ji)(ji)、下部(bu)的(de)燃料箱以及連接第一級和第二(er)級的(de)段間組成）底部(bu)的(de)2/3部(bu)分也被投(tou)棄(qi)，剩下的(de)第二(er)級火箭(jian)（主要(yao)由燃料箱、RL10B-2發動(dong)機(ji)(ji)、導航電子(zi)設備和載運物(wu)組成）都被稱(cheng)為整流罩的(de)錐形保護物(wu)包住(zhu)。

發射原理

與第(di)一(yi)級相比(bi)，第(di)二(er)(er)級火(huo)箭(jian)像個坐(zuo)在壯漢肩上的芭蕾舞女演(yan)員(yuan)，雖然(ran)它沒有三(san)個助(zhu)(zhu)推器發(fa)動機(ji)那么大的能(neng)量(liang)，但(dan)它具備的能(neng)量(liang)、平衡性和精(jing)確(que)性可以處理更為(wei)精(jing)密的任(ren)務——將人(ren)造衛(wei)星送(song)入準(zhun)確(que)軌(gui)道。第(di)一(yi)級部件拋棄(qi)后，第(di)二(er)(er)級將點燃發(fa)動機(ji)并拋棄(qi)起(qi)保護作用的整(zheng)流罩，隨(sui)后二(er)(er)級發(fa)動機(ji)關閉 (第(di)二(er)(er)階段-1)，在此階段RL10B-2發(fa)動機(ji)被關閉，火(huo)箭(jian)在高空滑行期間用推進器進行第(di)二(er)(er)階段調(diao)整(zheng)，此時航空電子設備和姿(zi)態控制系(xi)統在整(zheng)個第(di)二(er)(er)階段提供導向，冗余慣性飛行控制組件系(xi)統幫助(zhu)(zhu)火(huo)箭(jian)將載運物送(song)入正確(que)軌(gui)道。

德爾塔IV型(xing)重型(xing)火(huo)箭在2004年12月21日首(shou)次飛行(xing)時，攜帶了三顆人(ren)造衛(wei)星(xing)，即主要的重量模擬衛(wei)星(xing) (DemoSat) 和兩顆輔助的高(gao)校研(yan)究衛(wei)星(xing)（被(bei)合(he)成(cheng)為極微衛(wei)星(xing)-2），在首(shou)次飛行(xing)的高(gao)空(kong)滑(hua)行(xing)期(qi)間，極微衛(wei)星(xing)-2被(bei)激活并(bing)釋放。

隨(sui)著極微衛星2號的釋放，發動機(ji)進行兩次重新啟動并(bing)關閉（第二(er)階(jie)段(duan)-2和(he)第二(er)階(jie)段(duan)-3），這樣做可以在第二(er)階(jie)段(duan)保存部分能量。

由于(yu)德(de)爾塔IV型(xing)(xing)重(zhong)型(xing)(xing)火(huo)箭效(xiao)率非常高(gao)，因(yin)此(ci)它攜帶的燃料，可以(yi)保證它在幾乎所有高(gao)度(du)和軌道(dao)部署(shu)衛星(xing)(xing)，另外，由于(yu)第(di)二級(ji)發動機(ji)完成(cheng)了大部分定(ding)位工(gong)作，并(bing)(bing)可以(yi)將它們的載運(yun)物(wu)精確送入軌道(dao)，因(yin)此(ci)衛星(xing)(xing)可以(yi)消(xiao)耗較少的能(neng)量，并(bing)(bing)利用(yong)多余燃料延長自身功能(neng)的運(yun)行時間，第(di)二級(ji)到(dao)達預定(ding)軌道(dao)后，載運(yun)物(wu)重(zhong)量模(mo)擬(ni)衛星(xing)(xing)被激(ji)活并(bing)(bing)從載體分離。

未來發展

“德爾塔-Ⅳ重型”運載火箭(jian)的(de)(de)載人飛行(xing)不(bu)會立刻為波(bo)(bo)音公(gong)(gong)(gong)司(si)帶來效益(yi)，但從長遠來看，會使波(bo)(bo)音公(gong)(gong)(gong)司(si)擺脫美國空(kong)軍，因為波(bo)(bo)音公(gong)(gong)(gong)司(si)使用從洛克(ke)希(xi)德公(gong)(gong)(gong)司(si)盜(dao)竊的(de)(de)“阿特(te)拉斯(si)Ⅴ”項目文(wen)件而被實施10億(yi)美元(yuan)的(de)(de)制裁。

2004年(nian)12月21日，德爾塔(ta)(ta)IV型(xing)火(huo)(huo)箭系列最(zui)新(xin)的成員在佛(fo)羅里達州卡(ka)納維(wei)拉爾角空軍基地(di)發(fa)射升(sheng)空，這也是(shi)它的首次(ci)(ci)飛行(xing)。大約六(liu)小時后(hou)，火(huo)(huo)箭釋放了(le)(le)它的載運(yun)物并(bing)完(wan)成了(le)(le)此次(ci)(ci)任務。遺憾(han)的是(shi)，火(huo)(huo)箭沒能到達正確軌道，后(hou)來(lai)科學家們查看(kan)數據(ju)時，認定第(di)一(yi)級火(huo)(huo)箭的燃燒時間沒有達到預期長度，但是(shi)，在使用了(le)(le)這么(me)多新(xin)型(xing)和(he)升(sheng)級型(xing)技術的情況下，只有一(yi)件事出(chu)錯，應該說是(shi)瑕不掩(yan)瑜(yu)，德爾塔(ta)(ta)IV型(xing)重型(xing)火(huo)(huo)箭第(di)一(yi)次(ci)(ci)試飛完(wan)成了(le)(le)所有主(zhu)要測試目(mu)標，是(shi)一(yi)次(ci)(ci)成功(gong)的飛行(xing)。

波音公司(si)正在研究方案以改進(jin)德(de)(de)爾(er)塔IV型重型火箭并研制德(de)(de)爾(er)塔系列的(de)下一代產品(pin)，其中一些變化包括RS-68主發動機(ji)的(de)改進(jin)、給三(san)個主推核心增加GEM以及燃料(liao)密度和通道的(de)改進(jin)。

2016年6月11日，美國(guo)在佛(fo)羅里達州卡納維拉(la)爾角空軍(jun)基地用目前美國(guo)最大(da)型的運載火(huo)箭將一顆間(jian)諜衛星送入了太空。

優勢所在

美宇航(hang)局(ju)的(de)航(hang)天(tian)(tian)飛(fei)機與以前的(de)巨型火箭相比(bi)顯(xian)得十分“渺小”，但在(zai)其28年的(de)飛(fei)行歷史上，這種載人航(hang)天(tian)(tian)工具的(de)成就同樣輝煌。在(zai)地面(mian)，航(hang)天(tian)(tian)飛(fei)機從(cong)機鼻到(dao)機尾長(chang)約122英(ying)尺(37米(mi))，高56英(ying)尺(17米(mi))，翼展約為78英(ying)尺(23米(mi))。

發射時，航(hang)(hang)(hang)天(tian)飛機(ji)下面是相(xiang)當于15層樓高的外掛(gua)燃料箱(xiang)，兩(liang)(liang)側是兩(liang)(liang)個固體火(huo)(huo)箭推(tui)進器(qi)。安(an)放(fang)到發射臺以(yi)后，航(hang)(hang)(hang)天(tian)飛機(ji)從外掛(gua)燃料箱(xiang)頂部到兩(liang)(liang)個固體火(huo)(huo)箭推(tui)進器(qi)尾(wei)部高184英尺(chi)(chi)(56米)，航(hang)(hang)(hang)天(tian)飛機(ji)有一(yi)(yi)個長60英尺(chi)(chi)(18米)、寬(kuan)15英尺(chi)(chi)(4.5米)的有效(xiao)載荷艙，軌(gui)道器(qi)可以(yi)將大(da)量有效(xiao)載荷送入地球軌(gui)道，使得航(hang)(hang)(hang)天(tian)飛機(ji)成為(wei)唯一(yi)(yi)能向國際(ji)空間(jian)站(zhan)運送大(da)型片段的航(hang)(hang)(hang)天(tian)器(qi)，十(shi)多年(nian)來，國際(ji)空間(jian)站(zhan)建(jian)設始終占(zhan)據(ju)著航(hang)(hang)(hang)天(tian)飛機(ji)飛行的主要日(ri)程。

自1981年“哥倫比(bi)亞”號首飛以來，航(hang)天(tian)飛機(ji)(ji)迄今共實施(shi)了128次發(fa)(fa)射任務。不幸的(de)是，期間發(fa)(fa)生了兩(liang)次意外：第一次是“挑戰者(zhe)”號航(hang)天(tian)飛機(ji)(ji)失事(shi)，1986年1月，由于固體火箭(jian)推進器的(de)O形密(mi)封圈發(fa)(fa)生泄(xie)漏，“挑戰者(zhe)”號發(fa)(fa)射后不久即爆炸解體，機(ji)(ji)上(shang)7名(ming)宇(yu)航(hang)員全(quan)部遇難。第二次是“哥倫比(bi)亞”號航(hang)天(tian)飛機(ji)(ji)失事(shi)，2003年2月，由于航(hang)天(tian)飛機(ji)(ji)熱屏蔽系統在(zai)發(fa)(fa)射時遭(zao)到損壞，“哥倫比(bi)亞”號在(zai)返回地球大氣層時發(fa)(fa)生爆炸，機(ji)(ji)上(shang)7名(ming)宇(yu)航(hang)員也全(quan)部喪生。

每次事故(gu)發生之后，美(mei)宇(yu)航(hang)局都停(ting)飛(fei)(fei)所(suo)有的航(hang)天飛(fei)(fei)機(ji)(ji)，對其安(an)全性能進(jin)行(xing)改(gai)進(jin)，美(mei)宇(yu)航(hang)局官(guan)員表(biao)示(shi)，由于(yu)有了安(an)裝在(zai)頂(ding)部(bu)的密(mi)封艙和發射逃(tao)逸(yi)系統，新(xin)一(yi)代“戰神1號”火箭比(bi)航(hang)天飛(fei)(fei)機(ji)(ji)設計安(an)全了許多。美(mei)宇(yu)航(hang)局官(guan)員透露，除了定(ding)于(yu)27日的“戰神I-X”火箭試飛(fei)(fei)外，發射逃(tao)逸(yi)系統也將(jiang)在(zai)2010年(nian)開始接受檢測。

衍生型號

德(de)爾(er)(er)塔(ta)(ta)(ta)-4運(yun)(yun)載(zai)火箭(jian)(jian)有(you)五種衍(yan)生型(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)：德(de)爾(er)(er)塔(ta)(ta)(ta)-4中型(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)運(yun)(yun)載(zai)火箭(jian)(jian)，德(de)爾(er)(er)塔(ta)(ta)(ta)-4中型(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)+運(yun)(yun)載(zai)火箭(jian)(jian)（內(nei)有(you)三種衍(yan)生：（4.2）、（5.2）、（5.4），數字(zi)前者代表整(zheng)流罩的(de)(de)外直徑，后者則代表小型(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)固(gu)態火箭(jian)(jian)支(zhi)數），還(huan)有(you)德(de)爾(er)(er)塔(ta)(ta)(ta)-4重(zhong)型(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)運(yun)(yun)載(zai)火箭(jian)(jian)，多樣(yang)化(hua)的(de)(de)型(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)式是為了符(fu)合特殊的(de)(de)酬載(zai)物尺寸，德(de)爾(er)(er)塔(ta)(ta)(ta)-4運(yun)(yun)載(zai)火箭(jian)(jian)是首要符(fu)合美(mei)國(guo)軍方需求的(de)(de)運(yun)(yun)載(zai)火箭(jian)(jian)。