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結構類型

德(de)爾(er)塔IV型(xing)火(huo)箭系列有(you)三種(zhong)主要結構或類型(xing)：中(zhong)(zhong)型(xing)、中(zhong)(zhong)型(xing)+（4.2、5.2 和(he)(he) 5.4 版）、重型(xing)。每(mei)種(zhong)結構都裝(zhuang)有(you)的第一級(ji)（火(huo)箭底(di)部(bu)(bu)的2/3）和(he)(he)第二級(ji)（火(huo)箭頂部(bu)(bu)的1/3）火(huo)箭，前(qian)者包(bao)括(kuo)燃料(liao)箱(xiang)和(he)(he)主發動(dong)機(ji)，后者包(bao)括(kuo)二級(ji)發動(dong)機(ji)、燃料(liao)箱(xiang)、載運物和(he)(he)各(ge)種(zhong)電子設備。

中型火箭的(de)(de)第一(yi)級包括由RS-68發(fa)動(dong)(dong)機提供動(dong)(dong)力的(de)(de)一(yi)臺通用(yong)助推核(he)心(xin) (CBC)。它(ta)的(de)(de)第二(er)級由RL10B-2發(fa)動(dong)(dong)機提供動(dong)(dong)力，同(tong)時(shi)還(huan)包括各種操作和(he)(he)控制高度的(de)(de)電子設備，例(li)如德爾(er)塔II型中使用(yong)的(de)(de)冗余慣性飛(fei)行控制組件系(xi)統 (RIFCA) 以及燃料箱和(he)(he)氧化劑箱。

中型+火(huo)(huo)箭(jian)的(de)第(di)(di)一級除了含有與中型火(huo)(huo)箭(jian)相同(tong)的(de)組件外，還有兩個或(huo)四(si)個直徑為(wei)1.5米的(de)固(gu)體火(huo)(huo)箭(jian)捆綁式石墨(mo)環氧發(fa)動(dong)機 (GEM)。所有中型+火(huo)(huo)箭(jian)都使用(yong)RL10B-2發(fa)動(dong)機向第(di)(di)二級提(ti)供動(dong)力，但是5.2和5.4版比中型和中型+4.2版擁有直徑更(geng)大的(de)燃料箱和更(geng)長的(de)氧化劑箱。

重(zhong)型火箭(jian)看起來就像(xiang)一(yi)個(ge)超級火箭(jian)，它不(bu)但擁有(you)主要的(de)通用(yong)助(zhu)(zhu)推(tui)(tui)(tui)核(he)心(xin)，還(huan)包括(kuo)兩個(ge)附加的(de)捆綁式助(zhu)(zhu)推(tui)(tui)(tui)器。這三個(ge)助(zhu)(zhu)推(tui)(tui)(tui)器各自裝(zhuang)有(you)的(de)RS-68發(fa)動(dong)機(ji)，重(zhong)型火箭(jian)的(de)第二級還(huan)有(you)一(yi)個(ge)直徑為(wei)5米的(de)燃料箱和直徑為(wei)5米的(de)載運物設施(shi)配(pei)件。

工作原理

第一(yi)級的目(mu)標只(zhi)有一(yi)個：使火(huo)箭離(li)開地面。每個通用助推核心 (CBC) 的底(di)端(duan)部分(fen)都有一(yi)臺RS-68發動機，中間部分(fen)包括燃料(liao)箱，里面裝(zhuang)有液(ye)態氫和液(ye)態氧，對于兩個捆(kun)綁式(shi)助推器(qi)來(lai)說，這就(jiu)是全(quan)部構造。它們只(zhi)是為了提(ti)供將沉重的載(zai)運物送入軌道所(suo)必需的額外燃料(liao)和發動機。

雖(sui)然RS-68發(fa)動機(ji)首次應用(yong)在(zai)德爾塔IV型(xing)火箭系列，但它(ta)(ta)的(de)效(xiao)率卻比其所代替(ti)的(de)液態(tai)氧/煤油發(fa)動機(ji)高出30%。它(ta)(ta)的(de)部件(jian)較少(shao)，因此(ci)可靠性(xing)更高，成本更低，而(er)且RS-68發(fa)動機(ji)還(huan)是環(huan)保(bao)型(xing)的(de)，因為(wei)它(ta)(ta)產生的(de)唯(wei)一副產品只是蒸(zheng)汽。在(zai)發(fa)射時(shi)，RS-68發(fa)動機(ji)會產生2,891千牛(niu)頓(dun)的(de)推(tui)力。在(zai)三(san)個助推(tui)核(he)心的(de)幫助下，德爾塔IV型(xing)重型(xing)火箭可以(yi)將(jiang)最多28,790公(gong)斤（參考值，如送入(ru)(ru)極地軌(gui)道則最大(da)酬載(zai)為(wei)23,560噸(dun)）的(de)載(zai)運物送入(ru)(ru)近地軌(gui)道，它(ta)(ta)“最親(qin)近的(de)兄弟”，德爾塔IV 中(zhong)型(xing)+火箭（5.4版）可以(yi)將(jiang)11,475公(gong)斤的(de)載(zai)運物送入(ru)(ru)相同軌(gui)道。

裝配與發射地點

德爾塔-4運(yun)載(zai)火箭在水(shui)平綜合設備廠(chang)（Horizontal Integration Facility）進行裝配，發射(she)地點則是在卡納維爾角LC-37B發射(she)臺(tai)，另一(yi)座發射(she)臺(tai)在范登堡空軍(jun)基地SLC-6發射(she)臺(tai)。

發射過程

一(yi)次發射首先是點(dian)燃(ran)三(san)個RS-68主發動(dong)(dong)機，然(ran)后升空(kong)，幾分鐘內(nei)，捆綁式(shi)助(zhu)推(tui)器被(bei)投棄（離(li)開主火(huo)(huo)箭(jian)體），此時它們的(de)燃(ran)料已經用完并(bing)且完成(cheng)了將火(huo)(huo)箭(jian)從(cong)地面發射的(de)任務，隨(sui)后連(lian)接在中央助(zhu)推(tui)器上的(de)主中央發動(dong)(dong)機關閉，并(bing)且主CBC（由(you)主發動(dong)(dong)機、下部的(de)燃(ran)料箱(xiang)以(yi)及連(lian)接第(di)一(yi)級和第(di)二級的(de)段間組成(cheng)）底部的(de)2/3部分也被(bei)投棄，剩(sheng)下的(de)第(di)二級火(huo)(huo)箭(jian)（主要(yao)由(you)燃(ran)料箱(xiang)、RL10B-2發動(dong)(dong)機、導航電子設備和載運(yun)物組成(cheng)）都被(bei)稱為(wei)整流罩的(de)錐形保(bao)護物包住。

發射原理

與第(di)一級(ji)(ji)相比，第(di)二(er)級(ji)(ji)火(huo)(huo)箭像個(ge)坐在(zai)(zai)壯漢肩上(shang)的(de)(de)芭蕾舞女演員，雖然(ran)它沒有三(san)個(ge)助推器(qi)發動(dong)機(ji)那么大的(de)(de)能(neng)量，但它具備的(de)(de)能(neng)量、平衡(heng)性和精(jing)確(que)性可(ke)以處理更(geng)為精(jing)密的(de)(de)任(ren)務——將(jiang)人造(zao)衛星送入準確(que)軌(gui)道。第(di)一級(ji)(ji)部件拋(pao)棄后(hou)(hou)，第(di)二(er)級(ji)(ji)將(jiang)點燃發動(dong)機(ji)并拋(pao)棄起保護作用的(de)(de)整(zheng)流罩，隨后(hou)(hou)二(er)級(ji)(ji)發動(dong)機(ji)關(guan)閉(bi) (第(di)二(er)階(jie)(jie)段(duan)-1)，在(zai)(zai)此階(jie)(jie)段(duan)RL10B-2發動(dong)機(ji)被關(guan)閉(bi)，火(huo)(huo)箭在(zai)(zai)高空滑行期間用推進器(qi)進行第(di)二(er)階(jie)(jie)段(duan)調整(zheng)，此時航空電子設備和姿態控制(zhi)系統(tong)在(zai)(zai)整(zheng)個(ge)第(di)二(er)階(jie)(jie)段(duan)提(ti)供導向，冗余慣性飛(fei)行控制(zhi)組件系統(tong)幫助火(huo)(huo)箭將(jiang)載運(yun)物送入正確(que)軌(gui)道。

德爾塔(ta)IV型重型火箭在2004年(nian)12月(yue)21日首次飛行(xing)(xing)(xing)時，攜帶了三(san)顆人造衛星(xing)，即主要(yao)的(de)重量模擬(ni)衛星(xing) (DemoSat) 和兩顆輔(fu)助的(de)高校研究衛星(xing)（被合成(cheng)為極微衛星(xing)-2），在首次飛行(xing)(xing)(xing)的(de)高空滑行(xing)(xing)(xing)期間，極微衛星(xing)-2被激活并(bing)釋放。

隨著極(ji)微(wei)衛星2號的(de)釋(shi)放，發動機(ji)進(jin)行(xing)兩次(ci)重新啟(qi)動并關(guan)閉（第(di)二(er)階段(duan)-2和第(di)二(er)階段(duan)-3），這樣做(zuo)可以在第(di)二(er)階段(duan)保(bao)存部分能(neng)量。

由于德爾塔IV型重(zhong)型火箭(jian)效(xiao)率非常高，因此它(ta)攜帶的(de)(de)燃(ran)料(liao)，可(ke)以保(bao)證(zheng)它(ta)在幾(ji)乎所有高度和軌(gui)道(dao)部署(shu)衛(wei)(wei)星(xing)，另外，由于第二(er)(er)級發動機完成了大部分(fen)定位(wei)工作，并(bing)(bing)可(ke)以將它(ta)們的(de)(de)載(zai)運(yun)物精確送入軌(gui)道(dao)，因此衛(wei)(wei)星(xing)可(ke)以消耗(hao)較(jiao)少(shao)的(de)(de)能量(liang)，并(bing)(bing)利用多余燃(ran)料(liao)延長自身功能的(de)(de)運(yun)行時(shi)間，第二(er)(er)級到達預定軌(gui)道(dao)后，載(zai)運(yun)物重(zhong)量(liang)模擬衛(wei)(wei)星(xing)被激活并(bing)(bing)從(cong)載(zai)體分(fen)離(li)。

未來發展

“德爾塔-Ⅳ重型”運載火箭的載人(ren)飛(fei)行不會立(li)刻為波音(yin)公(gong)(gong)司(si)帶來效益(yi)，但從(cong)長遠來看，會使(shi)波音(yin)公(gong)(gong)司(si)擺脫美國(guo)空軍，因為波音(yin)公(gong)(gong)司(si)使(shi)用從(cong)洛(luo)克(ke)希德公(gong)(gong)司(si)盜竊的“阿特拉(la)斯Ⅴ”項目文(wen)件而被實(shi)施10億美元的制裁(cai)。

2004年12月21日，德爾塔(ta)IV型(xing)火箭系列(lie)最(zui)新(xin)的(de)(de)成員在佛羅里達(da)州卡納維拉(la)爾角空軍基地發射升(sheng)空，這(zhe)也(ye)是它的(de)(de)首次(ci)飛(fei)行。大約(yue)六小(xiao)時(shi)后(hou)，火箭釋放了它的(de)(de)載運物并完成了此次(ci)任務。遺憾的(de)(de)是，火箭沒能到(dao)達(da)正確軌道，后(hou)來科學家們(men)查看(kan)數(shu)據時(shi)，認定(ding)第(di)一(yi)級火箭的(de)(de)燃燒時(shi)間沒有達(da)到(dao)預期長(chang)度，但是，在使用(yong)了這(zhe)么多新(xin)型(xing)和升(sheng)級型(xing)技術的(de)(de)情況下，只有一(yi)件(jian)事出(chu)錯，應該(gai)說是瑕(xia)不掩瑜，德爾塔(ta)IV型(xing)重型(xing)火箭第(di)一(yi)次(ci)試(shi)(shi)飛(fei)完成了所有主要測試(shi)(shi)目標，是一(yi)次(ci)成功(gong)的(de)(de)飛(fei)行。

波(bo)音公司正在研(yan)究方案以改進(jin)(jin)德爾塔IV型(xing)重型(xing)火箭(jian)并研(yan)制德爾塔系(xi)列(lie)的下一代(dai)產品(pin)，其中(zhong)一些變化(hua)包括(kuo)RS-68主發動(dong)機的改進(jin)(jin)、給三個主推核(he)心增加GEM以及(ji)燃(ran)料密度和通道的改進(jin)(jin)。

2016年6月11日，美(mei)國(guo)在佛羅里達州卡納(na)維(wei)拉爾角空軍基地用目前美(mei)國(guo)最大型的運載火箭將一顆(ke)間諜衛星(xing)送入(ru)了太(tai)空。

優勢所在

美宇航(hang)(hang)(hang)局(ju)的(de)航(hang)(hang)(hang)天(tian)飛機與以前的(de)巨型火箭相比顯(xian)得(de)十分“渺小(xiao)”，但在其28年的(de)飛行歷史上，這種載人(ren)航(hang)(hang)(hang)天(tian)工具的(de)成就同樣輝(hui)煌。在地面，航(hang)(hang)(hang)天(tian)飛機從機鼻到機尾長約(yue)122英尺(chi)(37米(mi)(mi))，高56英尺(chi)(17米(mi)(mi))，翼展約(yue)為78英尺(chi)(23米(mi)(mi))。

發射時，航(hang)(hang)天(tian)(tian)飛機(ji)(ji)下(xia)面是相當(dang)于15層樓高的(de)(de)外(wai)掛燃料箱，兩側(ce)是兩個固體火箭推進(jin)器。安(an)放到發射臺以后，航(hang)(hang)天(tian)(tian)飛機(ji)(ji)從外(wai)掛燃料箱頂部到兩個固體火箭推進(jin)器尾部高184英(ying)(ying)尺(56米)，航(hang)(hang)天(tian)(tian)飛機(ji)(ji)有(you)一個長60英(ying)(ying)尺(18米)、寬15英(ying)(ying)尺(4.5米)的(de)(de)有(you)效載(zai)荷(he)艙，軌道器可以將大(da)量有(you)效載(zai)荷(he)送入地球軌道，使得(de)航(hang)(hang)天(tian)(tian)飛機(ji)(ji)成為(wei)唯一能向(xiang)國際(ji)空間站運(yun)送大(da)型(xing)片段的(de)(de)航(hang)(hang)天(tian)(tian)器，十(shi)多年來，國際(ji)空間站建設(she)始終占(zhan)據著(zhu)航(hang)(hang)天(tian)(tian)飛機(ji)(ji)飛行的(de)(de)主要(yao)日(ri)程。

自1981年“哥倫比(bi)亞(ya)”號(hao)首飛(fei)(fei)(fei)以(yi)來，航(hang)(hang)天(tian)(tian)飛(fei)(fei)(fei)機(ji)(ji)(ji)(ji)迄今(jin)共實施了(le)128次(ci)(ci)發(fa)射任務。不(bu)幸的是，期間發(fa)生了(le)兩次(ci)(ci)意外：第一次(ci)(ci)是“挑戰者”號(hao)航(hang)(hang)天(tian)(tian)飛(fei)(fei)(fei)機(ji)(ji)(ji)(ji)失(shi)事(shi)，1986年1月，由于(yu)固(gu)體(ti)火箭推進器的O形(xing)密封圈(quan)發(fa)生泄(xie)漏，“挑戰者”號(hao)發(fa)射后(hou)不(bu)久即爆炸解體(ti)，機(ji)(ji)(ji)(ji)上7名(ming)(ming)宇航(hang)(hang)員全部遇(yu)難。第二次(ci)(ci)是“哥倫比(bi)亞(ya)”號(hao)航(hang)(hang)天(tian)(tian)飛(fei)(fei)(fei)機(ji)(ji)(ji)(ji)失(shi)事(shi)，2003年2月，由于(yu)航(hang)(hang)天(tian)(tian)飛(fei)(fei)(fei)機(ji)(ji)(ji)(ji)熱(re)屏蔽系(xi)統在發(fa)射時遭到(dao)損(sun)壞，“哥倫比(bi)亞(ya)”號(hao)在返回(hui)地球(qiu)大氣層時發(fa)生爆炸，機(ji)(ji)(ji)(ji)上7名(ming)(ming)宇航(hang)(hang)員也全部喪生。

每次事(shi)故發生之后，美宇(yu)航(hang)局都停飛(fei)(fei)所(suo)有(you)的航(hang)天(tian)飛(fei)(fei)機(ji)，對其安(an)全(quan)性(xing)能進(jin)行改進(jin)，美宇(yu)航(hang)局官(guan)員(yuan)表示，由于有(you)了安(an)裝(zhuang)在頂部的密封艙和發射逃逸系統，新一代“戰神1號”火(huo)(huo)箭(jian)比航(hang)天(tian)飛(fei)(fei)機(ji)設計(ji)安(an)全(quan)了許(xu)多(duo)。美宇(yu)航(hang)局官(guan)員(yuan)透露，除了定于27日(ri)的“戰神I-X”火(huo)(huo)箭(jian)試飛(fei)(fei)外(wai)，發射逃逸系統也將(jiang)在2010年開始(shi)接受檢測。

衍生型號

德(de)爾(er)塔(ta)-4運(yun)載(zai)火(huo)箭(jian)(jian)有五(wu)種衍生型(xing)(xing)：德(de)爾(er)塔(ta)-4中型(xing)(xing)運(yun)載(zai)火(huo)箭(jian)(jian)，德(de)爾(er)塔(ta)-4中型(xing)(xing)+運(yun)載(zai)火(huo)箭(jian)(jian)（內有三(san)種衍生：（4.2）、（5.2）、（5.4），數字前者(zhe)代表整流罩的外直徑，后(hou)者(zhe)則代表小型(xing)(xing)固(gu)態(tai)火(huo)箭(jian)(jian)支數），還有德(de)爾(er)塔(ta)-4重型(xing)(xing)運(yun)載(zai)火(huo)箭(jian)(jian)，多樣化的型(xing)(xing)式是為了符(fu)合(he)特殊(shu)的酬載(zai)物尺寸(cun)，德(de)爾(er)塔(ta)-4運(yun)載(zai)火(huo)箭(jian)(jian)是首(shou)要(yao)符(fu)合(he)美國軍方需求的運(yun)載(zai)火(huo)箭(jian)(jian)。