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結構類型

德爾塔IV型火箭(jian)系(xi)列(lie)有(you)三種主要結構或(huo)類型：中(zhong)型、中(zhong)型+（4.2、5.2 和 5.4 版）、重型。每種結構都裝有(you)的(de)第(di)一級(ji)（火箭(jian)底部(bu)的(de)2/3）和第(di)二級(ji)（火箭(jian)頂部(bu)的(de)1/3）火箭(jian)，前者(zhe)包(bao)(bao)括燃料(liao)箱(xiang)和主發動(dong)機，后(hou)者(zhe)包(bao)(bao)括二級(ji)發動(dong)機、燃料(liao)箱(xiang)、載運物和各種電子(zi)設備。

中型火箭的第(di)一(yi)級(ji)包括由RS-68發動(dong)(dong)機(ji)提(ti)供(gong)動(dong)(dong)力的一(yi)臺通(tong)用(yong)助推核心 (CBC)。它的第(di)二級(ji)由RL10B-2發動(dong)(dong)機(ji)提(ti)供(gong)動(dong)(dong)力，同(tong)時還(huan)包括各種操作和(he)控制高度的電子設備，例如德爾(er)塔(ta)II型中使用(yong)的冗余(yu)慣(guan)性飛行控制組件系統(tong) (RIFCA) 以及燃料箱和(he)氧化劑箱。

中(zhong)型+火(huo)箭(jian)(jian)的(de)第一級除了含有(you)(you)(you)與中(zhong)型火(huo)箭(jian)(jian)相同的(de)組件外，還有(you)(you)(you)兩個或四個直徑為(wei)1.5米的(de)固體火(huo)箭(jian)(jian)捆(kun)綁式石墨環(huan)氧發動(dong)機(ji) (GEM)。所(suo)有(you)(you)(you)中(zhong)型+火(huo)箭(jian)(jian)都使用RL10B-2發動(dong)機(ji)向第二級提(ti)供動(dong)力，但是5.2和5.4版比中(zhong)型和中(zhong)型+4.2版擁有(you)(you)(you)直徑更大的(de)燃料(liao)箱(xiang)(xiang)和更長的(de)氧化劑箱(xiang)(xiang)。

重型(xing)(xing)火(huo)箭看起來就像一(yi)個(ge)超級火(huo)箭，它不但擁有主要的(de)通(tong)用助推(tui)核心，還包括(kuo)兩個(ge)附加的(de)捆綁式助推(tui)器。這(zhe)三個(ge)助推(tui)器各自裝有的(de)RS-68發(fa)動機，重型(xing)(xing)火(huo)箭的(de)第二級還有一(yi)個(ge)直徑(jing)為5米(mi)的(de)燃料箱和直徑(jing)為5米(mi)的(de)載(zai)運物設施(shi)配件。

工作原理

第(di)一級的目(mu)標(biao)只(zhi)有一個(ge)：使(shi)火箭(jian)離開地面。每(mei)個(ge)通用助推核(he)心 (CBC) 的底端部分都有一臺RS-68發動機，中間(jian)部分包括燃(ran)料(liao)箱，里面裝(zhuang)有液(ye)態氫和(he)液(ye)態氧，對于兩個(ge)捆綁式助推器來說(shuo)，這就是全部構造。它們只(zhi)是為(wei)了提供將沉(chen)重的載運物送(song)入軌道所(suo)必需(xu)的額外(wai)燃(ran)料(liao)和(he)發動機。

雖然RS-68發動(dong)機(ji)(ji)首次應用在德爾塔(ta)IV型火箭系列，但它(ta)的(de)效率卻比其(qi)所代替的(de)液態氧/煤油發動(dong)機(ji)(ji)高(gao)出30%。它(ta)的(de)部件較少，因此(ci)可(ke)靠性更高(gao)，成本更低，而(er)且RS-68發動(dong)機(ji)(ji)還(huan)是環(huan)保(bao)型的(de)，因為(wei)它(ta)產生的(de)唯一副產品只是蒸汽。在發射時，RS-68發動(dong)機(ji)(ji)會(hui)產生2,891千(qian)牛頓(dun)的(de)推力。在三個助推核心的(de)幫(bang)助下，德爾塔(ta)IV型重型火箭可(ke)以(yi)將最多28,790公斤（參考值，如送入極地(di)軌道則(ze)最大酬(chou)載為(wei)23,560噸）的(de)載運物送入近地(di)軌道，它(ta)“最親近的(de)兄弟”，德爾塔(ta)IV 中型+火箭（5.4版）可(ke)以(yi)將11,475公斤的(de)載運物送入相(xiang)同軌道。

裝配與發射地點

德(de)爾塔(ta)-4運(yun)載火箭在(zai)(zai)水(shui)平綜合設(she)備(bei)廠（Horizontal Integration Facility）進行裝(zhuang)配，發射地點則是(shi)在(zai)(zai)卡納維(wei)爾角LC-37B發射臺(tai)，另(ling)一(yi)座發射臺(tai)在(zai)(zai)范(fan)登堡空軍基地SLC-6發射臺(tai)。

發射過程

一次發(fa)(fa)射首(shou)先是點燃三個RS-68主發(fa)(fa)動機(ji)(ji)，然后升(sheng)空，幾(ji)分鐘內，捆(kun)綁式助(zhu)推(tui)器被投(tou)棄(qi)（離開主火(huo)箭(jian)體），此時它們(men)的(de)燃料(liao)已經用完并且完成了將火(huo)箭(jian)從地(di)面發(fa)(fa)射的(de)任務(wu)，隨后連接(jie)(jie)在中央(yang)助(zhu)推(tui)器上的(de)主中央(yang)發(fa)(fa)動機(ji)(ji)關閉，并且主CBC（由(you)主發(fa)(fa)動機(ji)(ji)、下(xia)部的(de)燃料(liao)箱以及(ji)連接(jie)(jie)第一級和第二級的(de)段間組成）底(di)部的(de)2/3部分也(ye)被投(tou)棄(qi)，剩下(xia)的(de)第二級火(huo)箭(jian)（主要由(you)燃料(liao)箱、RL10B-2發(fa)(fa)動機(ji)(ji)、導航電子設(she)備和載運物(wu)組成）都被稱為整(zheng)流罩的(de)錐形保護(hu)物(wu)包住。

發射原理

與第(di)(di)(di)一(yi)(yi)級(ji)相比，第(di)(di)(di)二(er)(er)級(ji)火箭(jian)像個(ge)(ge)坐在壯漢(han)肩(jian)上的(de)(de)(de)芭蕾(lei)舞女演員(yuan)，雖(sui)然它沒有三個(ge)(ge)助推器發動(dong)(dong)機那么大的(de)(de)(de)能量，但它具(ju)備的(de)(de)(de)能量、平衡性(xing)(xing)和(he)精確性(xing)(xing)可以處理更為精密的(de)(de)(de)任務——將(jiang)人造(zao)衛星送入準確軌道(dao)。第(di)(di)(di)一(yi)(yi)級(ji)部件拋棄后，第(di)(di)(di)二(er)(er)級(ji)將(jiang)點燃發動(dong)(dong)機并(bing)拋棄起保護作用的(de)(de)(de)整流(liu)罩，隨后二(er)(er)級(ji)發動(dong)(dong)機關閉 (第(di)(di)(di)二(er)(er)階段-1)，在此階段RL10B-2發動(dong)(dong)機被關閉，火箭(jian)在高空滑(hua)行(xing)期(qi)間用推進(jin)器進(jin)行(xing)第(di)(di)(di)二(er)(er)階段調(diao)整，此時(shi)航(hang)空電(dian)子設備和(he)姿態控制系統在整個(ge)(ge)第(di)(di)(di)二(er)(er)階段提(ti)供導向，冗余慣性(xing)(xing)飛行(xing)控制組件系統幫助火箭(jian)將(jiang)載運(yun)物(wu)送入正確軌道(dao)。

德(de)爾塔IV型重型火箭在2004年12月21日首次飛行時，攜(xie)帶(dai)了三顆(ke)人造衛(wei)(wei)星(xing)，即主要的(de)(de)重量模擬衛(wei)(wei)星(xing) (DemoSat) 和(he)兩顆(ke)輔助(zhu)的(de)(de)高校研究衛(wei)(wei)星(xing)（被合成為極(ji)微(wei)衛(wei)(wei)星(xing)-2），在首次飛行的(de)(de)高空滑行期間，極(ji)微(wei)衛(wei)(wei)星(xing)-2被激(ji)活并釋放。

隨著極微(wei)衛星2號的(de)釋放，發動(dong)機(ji)進(jin)行兩次重新啟動(dong)并關閉(bi)（第二(er)階段-2和第二(er)階段-3），這樣做(zuo)可以在第二(er)階段保存(cun)部分(fen)能量。

由于(yu)德爾塔IV型重(zhong)型火箭效率非常高(gao)，因(yin)此(ci)它(ta)(ta)攜帶的燃(ran)料(liao)，可以(yi)保證它(ta)(ta)在(zai)幾乎所(suo)有(you)高(gao)度(du)和(he)軌(gui)道部署衛星(xing)，另外，由于(yu)第二級(ji)發動機完成了大部分定(ding)位工作，并(bing)可以(yi)將它(ta)(ta)們的載(zai)運(yun)物精(jing)確送入軌(gui)道，因(yin)此(ci)衛星(xing)可以(yi)消耗較少的能量，并(bing)利用多余燃(ran)料(liao)延長自(zi)身功能的運(yun)行(xing)時間，第二級(ji)到達預(yu)定(ding)軌(gui)道后，載(zai)運(yun)物重(zhong)量模(mo)擬衛星(xing)被激活并(bing)從載(zai)體分離。

未來發展

“德爾塔-Ⅳ重型”運載火箭的載人飛(fei)行不(bu)會(hui)立刻為(wei)波(bo)音(yin)公(gong)(gong)司(si)帶來效益，但從(cong)長遠來看，會(hui)使波(bo)音(yin)公(gong)(gong)司(si)擺(bai)脫(tuo)美(mei)國空軍，因為(wei)波(bo)音(yin)公(gong)(gong)司(si)使用從(cong)洛克(ke)希德公(gong)(gong)司(si)盜竊的“阿特(te)拉(la)斯Ⅴ”項目文(wen)件而被實(shi)施10億美(mei)元(yuan)的制裁。

2004年12月21日(ri)，德爾塔(ta)IV型火箭(jian)(jian)系(xi)列最新(xin)的(de)(de)成(cheng)員在佛(fo)羅里達(da)州卡納維拉(la)爾角空軍基地發射升(sheng)空，這(zhe)也是(shi)(shi)它的(de)(de)首(shou)次(ci)飛(fei)行。大(da)約六(liu)小(xiao)時后(hou)，火箭(jian)(jian)釋放了它的(de)(de)載運物并完成(cheng)了此次(ci)任(ren)務。遺憾的(de)(de)是(shi)(shi)，火箭(jian)(jian)沒(mei)能到達(da)正確軌道，后(hou)來科學家們查看數據時，認定第(di)一級火箭(jian)(jian)的(de)(de)燃(ran)燒時間沒(mei)有達(da)到預期長度，但是(shi)(shi)，在使用(yong)了這(zhe)么多新(xin)型和升(sheng)級型技術的(de)(de)情況(kuang)下，只有一件事(shi)出錯，應該(gai)說是(shi)(shi)瑕(xia)不掩瑜，德爾塔(ta)IV型重型火箭(jian)(jian)第(di)一次(ci)試飛(fei)完成(cheng)了所有主(zhu)要測試目(mu)標，是(shi)(shi)一次(ci)成(cheng)功的(de)(de)飛(fei)行。

波音公司正(zheng)在(zai)研(yan)(yan)究方(fang)案以改(gai)進德(de)爾(er)塔IV型重型火箭并研(yan)(yan)制德(de)爾(er)塔系列的下一(yi)代產(chan)品，其中一(yi)些變化包括RS-68主發動(dong)機的改(gai)進、給三個主推核心增加GEM以及燃料(liao)密度(du)和通道的改(gai)進。

2016年6月(yue)11日，美(mei)國(guo)在(zai)佛(fo)羅里達州(zhou)卡納維拉爾(er)角空軍基地用目(mu)前美(mei)國(guo)最大型的運載(zai)火箭將(jiang)一顆間諜(die)衛(wei)星送入了太(tai)空。

優勢所在

美宇航(hang)局(ju)的(de)航(hang)天飛機(ji)與以前的(de)巨型火(huo)箭相(xiang)比顯(xian)得十分“渺小”，但(dan)在其28年的(de)飛行歷史上，這種載人(ren)航(hang)天工具(ju)的(de)成就(jiu)同(tong)樣輝煌。在地面(mian)，航(hang)天飛機(ji)從(cong)機(ji)鼻到機(ji)尾長約122英尺(chi)(37米)，高56英尺(chi)(17米)，翼展約為78英尺(chi)(23米)。

發射(she)(she)時(shi)，航(hang)天(tian)(tian)(tian)飛機下面(mian)是相當于(yu)15層(ceng)樓高(gao)的外(wai)掛燃料箱(xiang)，兩(liang)側是兩(liang)個(ge)(ge)固體(ti)火箭推進(jin)器(qi)。安放到發射(she)(she)臺以(yi)后，航(hang)天(tian)(tian)(tian)飛機從外(wai)掛燃料箱(xiang)頂部到兩(liang)個(ge)(ge)固體(ti)火箭推進(jin)器(qi)尾部高(gao)184英(ying)尺(chi)(chi)(56米)，航(hang)天(tian)(tian)(tian)飛機有一個(ge)(ge)長60英(ying)尺(chi)(chi)(18米)、寬15英(ying)尺(chi)(chi)(4.5米)的有效載荷艙，軌(gui)道器(qi)可以(yi)將大(da)量(liang)有效載荷送入地球軌(gui)道，使得航(hang)天(tian)(tian)(tian)飛機成為唯一能向國(guo)際(ji)空間站運送大(da)型片段的航(hang)天(tian)(tian)(tian)器(qi)，十多年來(lai)，國(guo)際(ji)空間站建設始(shi)終占(zhan)據著航(hang)天(tian)(tian)(tian)飛機飛行(xing)的主要日程。

自1981年(nian)(nian)“哥倫比亞”號首飛以來，航(hang)(hang)天(tian)(tian)(tian)飛機(ji)(ji)(ji)迄今共實施了(le)128次(ci)(ci)(ci)發(fa)(fa)射(she)任務。不(bu)幸的是，期間發(fa)(fa)生(sheng)(sheng)了(le)兩(liang)次(ci)(ci)(ci)意外：第一次(ci)(ci)(ci)是“挑(tiao)戰者(zhe)”號航(hang)(hang)天(tian)(tian)(tian)飛機(ji)(ji)(ji)失(shi)事(shi)，1986年(nian)(nian)1月，由于固體火箭推進器的O形(xing)密封圈發(fa)(fa)生(sheng)(sheng)泄漏(lou)，“挑(tiao)戰者(zhe)”號發(fa)(fa)射(she)后不(bu)久(jiu)即爆炸(zha)(zha)解體，機(ji)(ji)(ji)上7名宇航(hang)(hang)員全部(bu)遇難。第二次(ci)(ci)(ci)是“哥倫比亞”號航(hang)(hang)天(tian)(tian)(tian)飛機(ji)(ji)(ji)失(shi)事(shi)，2003年(nian)(nian)2月，由于航(hang)(hang)天(tian)(tian)(tian)飛機(ji)(ji)(ji)熱屏蔽系統在(zai)發(fa)(fa)射(she)時遭到損壞，“哥倫比亞”號在(zai)返回地球大(da)氣層時發(fa)(fa)生(sheng)(sheng)爆炸(zha)(zha)，機(ji)(ji)(ji)上7名宇航(hang)(hang)員也全部(bu)喪生(sheng)(sheng)。

每次(ci)事故(gu)發生之后，美(mei)(mei)宇(yu)航(hang)局都停飛(fei)(fei)所有(you)的航(hang)天(tian)飛(fei)(fei)機，對(dui)其安全性能進行改進，美(mei)(mei)宇(yu)航(hang)局官(guan)員(yuan)表(biao)示，由于有(you)了安裝在頂部的密封(feng)艙和發射逃(tao)逸(yi)系統，新一(yi)代“戰神(shen)1號”火箭比航(hang)天(tian)飛(fei)(fei)機設計安全了許多(duo)。美(mei)(mei)宇(yu)航(hang)局官(guan)員(yuan)透露(lu)，除了定于27日的“戰神(shen)I-X”火箭試飛(fei)(fei)外，發射逃(tao)逸(yi)系統也將在2010年開始(shi)接受檢測。

衍生型號

德爾(er)塔(ta)-4運(yun)載(zai)火(huo)箭有(you)五種衍生型(xing)(xing)(xing)：德爾(er)塔(ta)-4中(zhong)型(xing)(xing)(xing)運(yun)載(zai)火(huo)箭，德爾(er)塔(ta)-4中(zhong)型(xing)(xing)(xing)+運(yun)載(zai)火(huo)箭（內有(you)三種衍生：（4.2）、（5.2）、（5.4），數字前(qian)者代表整流罩(zhao)的外直徑，后(hou)者則代表小(xiao)型(xing)(xing)(xing)固態火(huo)箭支數），還有(you)德爾(er)塔(ta)-4重型(xing)(xing)(xing)運(yun)載(zai)火(huo)箭，多樣化的型(xing)(xing)(xing)式是為(wei)了符合特殊的酬載(zai)物尺寸，德爾(er)塔(ta)-4運(yun)載(zai)火(huo)箭是首要符合美國軍(jun)方需求的運(yun)載(zai)火(huo)箭。