德尔塔号运载火箭

美国中等运载能力的运载火箭

美国中等运载能力的运载火箭。1959年开始研制。1960年5月开始发射的第一批 12 枚火箭是三级火箭。第一级由雷神中程导弹修改而成，第二、三级沿用先锋号运载火箭的第二、三级。火箭全长 28 米，重52吨，第一级直径 2.44 米，运载能力为220千克 ( 480千米高的圆轨道 )。此后，又增加固体火箭助推器和助推器的数量，加大发动机推力，加长第一级推进剂贮箱，扩大第二、三级直径等，使火箭的运载能力不断提高。火箭经过13次改型，到1982 年演变为德尔塔3920/PAM-D型。这个型别的火箭由4级组成。助推级(又称零级)是捆绑在箭体下部四周的 9 台固体火箭助推器，每台推力378.6千牛，第一级用液氧和RJ-I煤油推进剂，发动机推力提高到 912 千牛。第二级用四氧化二氮和混肼推进剂，推力43.6千牛。第三级采用固体火箭发动机，靠旋转稳定，推力82.3千牛。火箭全长35.35米，直径2.44米，起飞重量193.2吨。运载能力提高到1312千克（过渡轨道）。到1982年年底，德尔塔号火箭共发射155次，其中失败11次，成功率达93%。用这个火箭发射的航天器包括先驱者号探测器、泰罗斯号卫星、雨云号卫星、地球资源卫星、辛康号卫星、国际通信卫星Ⅱ号和Ⅲ号等。

飞行程序

运载火箭在专门的航天发射中心发射。火箭从地面起飞直到进入最终轨道要经过以下几个飞行阶段：

①大气层内飞行段：火箭从发射台垂直起飞，在离开地面以后的10几秒钟内一直保持垂直飞行。在垂直飞行期间，火箭要进行自动方位瞄准，以保证火箭按规定的方位飞行。然后转入零攻角飞行段。火箭要在大气层内跨过声速，为减小空气动力和减轻结构重量，必须使火箭的攻角接近于零。

②等角速度程序飞行段：第二级火箭的飞行已经在稠密的大气层以外，整流罩在第二级火箭飞行段后期

被抛掉。火箭按照最小能量的飞行程序，即以等角速度作低头飞行。达到停泊轨道高度和相应的轨道速度时，火箭即进入停泊轨道滑行。对于低轨道的航天器，火箭这时就已完成运送任务，航天器便与火箭分离。

③过渡轨道：对于高轨道或行星际任务，末级火箭在进入停泊轨道以后还要再次工作，使航天器加速到过渡轨道速度或逃逸速度，然后航天器与火箭分离。

设计特点

运载火箭的设计特点是通用性、经济性和不断进行小的改进。这和大型导弹不同。大型导弹是为满足军事需要而研制的，起支配作用的因素是保持技术性能和数量上的优势。因此导弹的更新换代较快，几乎每 5年出一种新型号。运载火箭则要在商业竞争的环境中求发展。作为商品，它必须具有通用性，能适应各种卫星重量和尺寸的要求，能将有效载荷送入多种轨道。经济性也要好。也就是既要性能好，又要发射耗费少。订购运载火箭的用户通常要支付两笔费用。一笔是付给火箭制造商的发射费，另一笔是付给保险公司的保险费。发射费代表火箭的生产成本和研制费用，保险费则反映火箭的可靠性。火箭制造者一般都尽量采用成熟可靠的技术，并不断通过小风险的改进来提高火箭的性能。运载火箭不像导弹那样要定型和批生产。而是每发射一枚都可能引进一点新技术，作一点小改进，这种小改进不影响可靠性，也不必进行专门的飞行试验。这些小改进积累起来就有可能导致大的方案性变化，使运载能力能有成倍的增长。

80年代以来，一次使用的运载火箭已经面临航天飞机的竞争。这两种运载工具各有特长，在今后一段时间内都将获得发展。航天飞机是按照运送重型航天器进入低轨道的要求设计的，运送低轨道航天器比较有利。对于同步轨道航天器，航天飞机还要携带一枚一次使用的运载器，用以把航天器从低轨道发射出去，使之进入过渡轨道。这样有可能导致入轨精度和发射可靠性的下降。

一次使用的运载火箭在发射同步轨道卫星时可以一次送入过渡轨道，比航天飞机稍为有利。这两种运载工具之间的竞争将促进可靠性的提高和成本的降低。

典型发射流程

德尔它IV中型+（4，2）运载火箭的第9次发射，也是德尔它IV火箭的第21次发射，其德尔它发射数字是361，采用一个通用助推器芯级（CBC）作为第一级（一台RS－68发动机），附加两个GEM－60固体火箭助推器。该火箭的上面级为一个4米直径的德尔它低温第二级（DCSS），使用一台RL10B－2发动机。这两级均采用液氢/液氧低温推进剂。

在起飞前5秒，RS－68第一级开始点火，两个固体火箭助推器则是在倒计时结束（T－0）前十分之一秒点火。一待倒计时结束，德尔它IV火箭将开始爬升，在8秒种内经过偏航和俯仰进入发射轨迹。

发射后47秒，火箭进入超音速飞行，60.2后，通过最大气动上升压力区（max－Q）。固体火箭助推器在发射后94.1秒燃尽，再过5.9秒后分离。起飞4分钟再过5.6秒后，第一级主发动机关机（MECO），再过6秒，第一级分离。

第一级一分离，在进入一个预启动模式前，RL10发动机的喷口立即伸出，接下来的点火将持续14秒多，在10.1秒时，弹开整流罩。

第二级在飞行过程中要进行三次点火，第一次点火持续7分35秒，之后火箭进入一个9分06秒的惯性滑行阶段，之后RL10进行第二次点火，这次点火将持续3分17秒。第三次点火要在2小时56分钟10秒之后，这个时候火箭已经到达远地点，这次点火将持续97.9秒，以圆化轨道，完成后也标志着本次发射动力飞行阶段的结束。

在完成RL10的第三次点火后，再经过10分钟40.5秒，卫星分离，从而完成了3小时33分钟03秒的发射任务。其进入了一条圆形中地球轨道（MEO），它的高度在20459千米，倾角55度。

下一次德尔它火箭的发射任务计划在2013年的1月中旬，届时将为美国军方发射第五颗宽带全球通信卫星（WGS－5）。ULA有两次发射任务，一次是计划于这个月用阿特拉斯V（501配置）发射一架X－37B太空飞机，另一次在12月，计划发射美国国家航空航天局（NASA）的TDRS－K通信卫星。

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