[科普中国]-德尔塔IV型重型火箭

结构类型

德尔塔IV型火箭系列有三种主要结构或类型：中型、中型+（4.2、5.2 和 5.4 版）、重型。每种结构都装有的第一级（火箭底部的2/3）和第二级（火箭顶部的1/3）火箭，前者包括燃料箱和主发动机，后者包括二级发动机、燃料箱、载运物和各种电子设备。

中型火箭的第一级包括由RS-68发动机提供动力的一台通用助推核心 (CBC)。它的第二级由RL10B-2发动机提供动力，同时还包括各种操作和控制高度的电子设备，例如德尔塔II型中使用的冗余惯性飞行控制组件系统 (RIFCA) 以及燃料箱和氧化剂箱。

中型+火箭的第一级除了含有与中型火箭相同的组件外，还有两个或四个直径为1.5米的固体火箭捆绑式石墨环氧发动机 (GEM)。所有中型+火箭都使用RL10B-2发动机向第二级提供动力，但是5.2和5.4版比中型和中型+4.2版拥有直径更大的燃料箱和更长的氧化剂箱。重型火箭看起来就像一个超级火箭，它不但拥有主要的通用助推核心，还包括两个附加的捆绑式助推器。这三个助推器各自装有的RS-68发动机，重型火箭的第二级还有一个直径为5米的燃料箱和直径为5米的载运物设施配件。

工作原理第一级的目标只有一个：使火箭离开地面。每个通用助推核心 (CBC) 的底端部分都有一台RS-68发动机，中间部分包括燃料箱，里面装有液态氢和液态氧，对于两个捆绑式助推器来说，这就是全部构造。它们只是为了提供将沉重的载运物送入轨道所必需的额外燃料和发动机。

虽然RS-68发动机首次应用在德尔塔IV型火箭系列，但它的效率却比其所代替的液态氧/煤油发动机高出30%。它的部件较少，因此可靠性更高，成本更低，而且RS-68发动机还是环保型的，因为它产生的唯一副产品只是蒸汽。在发射时，RS-68发动机会产生2,891千牛顿的推力。在三个助推核心的帮助下，德尔塔IV型重型火箭可以将最多28,790公斤（参考值，如送入极地轨道则最大酬载为23,560吨）的载运物送入近地轨道，它“最亲近的兄弟”，德尔塔IV 中型+火箭（5.4版）可以将11,475公斤的载运物送入相同轨道。

装配与发射地点德尔塔-4运载火箭在水平综合设备厂（Horizontal Integration Facility）进行装配，发射地点则是在卡纳维尔角LC-37B发射台，另一座发射台在范登堡空军基地SLC-6发射台。

发射过程一次发射首先是点燃三个RS-68主发动机，然后升空，几分钟内，捆绑式助推器被投弃（离开主火箭体），此时它们的燃料已经用完并且完成了将火箭从地面发射的任务，随后连接在中央助推器上的主中央发动机关闭，并且主CBC（由主发动机、下部的燃料箱以及连接第一级和第二级的段间组成）底部的2/3部分也被投弃，剩下的第二级火箭（主要由燃料箱、RL10B-2发动机、导航电子设备和载运物组成）都被称为整流罩的锥形保护物包住。

与第一级相比，第二级火箭像个坐在壮汉肩上的芭蕾舞女演员，虽然它没有三个助推器发动机那么大的能量，但它具备的能量、平衡性和精确性可以处理更为精密的任务——将人造卫星送入准确轨道。第一级部件抛弃后，第二级将点燃发动机并抛弃起保护作用的整流罩，随后二级发动机关闭 (第二阶段-1)，在此阶段RL10B-2发动机被关闭，火箭在高空滑行期间用推进器进行第二阶段调整，此时航空电子设备和姿态控制系统在整个第二阶段提供导向，冗余惯性飞行控制组件系统帮助火箭将载运物送入正确轨道。

德尔塔IV型重型火箭在2004年12月21日首次飞行时，携带了三颗人造卫星，即主要的重量模拟卫星 (DemoSat) 和两颗辅助的高校研究卫星（被合成为极微卫星-2），在首次飞行的高空滑行期间，极微卫星-2被激活并释放。

随着极微卫星2号的释放，发动机进行两次重新启动并关闭（第二阶段-2和第二阶段-3），这样做可以在第二阶段保存部分能量23。

由于德尔塔IV型重型火箭效率非常高，因此它携带的燃料，可以保证它在几乎所有高度和轨道部署卫星，另外，由于第二级发动机完成了大部分定位工作，并可以将它们的载运物精确送入轨道，因此卫星可以消耗较少的能量，并利用多余燃料延长自身功能的运行时间，第二级到达预定轨道后，载运物重量模拟卫星被激活并从载体分离。

未来发展“德尔塔-Ⅳ重型”运载火箭的载人飞行不会立刻为波音公司带来效益，但从长远来看，会使波音公司摆脱美国空军，因为波音公司使用从洛克希德公司盗窃的“阿特拉斯Ⅴ”项目文件而被实施10亿美元的制裁。

2004年12月21日，德尔塔IV型火箭系列最新的成员在佛罗里达州卡纳维拉尔角空军基地发射升空，这也是它的首次飞行。大约六小时后，火箭释放了它的载运物并完成了此次任务。遗憾的是，火箭没能到达正确轨道，后来科学家们查看数据时，认定第一级火箭的燃烧时间没有达到预期长度，但是，在使用了这么多新型和升级型技术的情况下，只有一件事出错，应该说是瑕不掩瑜，德尔塔IV型重型火箭第一次试飞完成了所有主要测试目标，是一次成功的飞行。

波音公司正在研究方案以改进德尔塔IV型重型火箭并研制德尔塔系列的下一代产品，其中一些变化包括RS-68主发动机的改进、给三个主推核心增加GEM以及燃料密度和通道的改进。

2016年6月11日，美国在佛罗里达州卡纳维拉尔角空军基地用目前美国最大型的运载火箭将一颗间谍卫星送入了太空。1

优势所在与航天飞机的数据对比

美宇航局的航天飞机与以前的巨型火箭相比显得十分“渺小”，但在其28年的飞行历史上，这种载人航天工具的成就同样辉煌。在地面，航天飞机从机鼻到机尾长约122英尺(37米)，高56英尺(17米)，翼展约为78英尺(23米)。

发射时，航天飞机下面是相当于15层楼高的外挂燃料箱，两侧是两个固体火箭推进器。安放到发射台以后，航天飞机从外挂燃料箱顶部到两个固体火箭推进器尾部高184英尺(56米)，航天飞机有一个长60英尺(18米)、宽15英尺(4.5米)的有效载荷舱，轨道器可以将大量有效载荷送入地球轨道，使得航天飞机成为唯一能向国际空间站运送大型片段的航天器，十多年来，国际空间站建设始终占据着航天飞机飞行的主要日程。

自1981年“哥伦比亚”号首飞以来，航天飞机迄今共实施了128次发射任务。不幸的是，期间发生了两次意外：第一次是“挑战者”号航天飞机失事，1986年1月，由于固体火箭推进器的O形密封圈发生泄漏，“挑战者”号发射后不久即爆炸解体，机上7名宇航员全部遇难。第二次是“哥伦比亚”号航天飞机失事，2003年2月，由于航天飞机热屏蔽系统在发射时遭到损坏，“哥伦比亚”号在返回地球大气层时发生爆炸，机上7名宇航员也全部丧生。

每次事故发生之后，美宇航局都停飞所有的航天飞机，对其安全性能进行改进，美宇航局官员表示，由于有了安装在顶部的密封舱和发射逃逸系统，新一代“战神1号”火箭比航天飞机设计安全了许多。美宇航局官员透露，除了定于27日的“战神I-X”火箭试飞外，发射逃逸系统也将在2010年开始接受检测。

衍生型号德尔塔-4运载火箭有五种衍生型：德尔塔-4中型运载火箭，德尔塔-4中型+运载火箭（内有三种衍生：（4.2）、（5.2）、（5.4），数字前者代表整流罩的外直径，后者则代表小型固态火箭支数），还有德尔塔-4重型运载火箭，多样化的型式是为了符合特殊的酬载物尺寸，德尔塔-4运载火箭是首要符合美国军方需求的运载火箭。4

摘要德尔塔IV型重型火箭是美国现役最高的运载火箭，这是联合发射同盟(United Launch Alliance)德尔塔IV型火箭的重型版本，德尔塔IV型重型火箭高235英尺(约合72米)，德尔塔IV型重型火箭距现在最近的一次任务是2009年1月将美国国家侦查办公室(National Reconnaissance Office)的一颗军事机密卫星发射升空。