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三角洲系列運載火箭

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三角洲系列運載火箭
Delta EELV family.png
三角洲系列運載火箭
類型 一次性火箭
生產公司 1.道格拉斯航天載具建造公司
2.麥道公司
3.波音公司
首次飛行 1960年5月13日
服役 1960
使用狀態 現役
三角洲系列運載火箭之發展

三角洲運載火箭英文:Delta Family)是一种一次性火箭列,於1960年代開始進行美國的太空酬載任務,並發射超過三百次,且成功率達95%以上。現役有三角洲二型及四型,三角洲系列運載火箭由聯合發射同盟公司(United Launch Alhance,ULA)發射及建造。

起源[编辑]

雷神三角洲運載火箭於1962年7月10日在卡納維爾角發射

由雷神運載火箭改良,雷神運載火箭為美國第一枚彈道飛彈的第一節。雷神於1950年代設計,部署於英國或其他屬於同盟國的國家,於1957年9月首度發射成功。隨後以其第一節火箭與其他上面級火箭組合的火箭也發射衛星用來進行太空探測。雷神的最上級(第四節)又稱雷神三角洲(Delta是希臘文中第四個字母),最後簡稱整體火箭為三角洲。 [1]

美國國家航空暨太空總署預定三角洲運載火箭為由導彈至運載火箭的過渡時期之運載火箭,在1960至1961年應用於通訊氣象科學月球探測等項目。此計畫欲以其他火箭取代三角洲運載火箭舊有的設計,並非加強三角洲運載火箭的性能,而是增加其可靠性,1959年4月美國國家航空暨太空總署道格拉斯航空公司簽約進行12枚火箭的設計。

  • 第二節:也為經修改的部分,引擎為氣體噴射AJ-10-118(Aerojet AJ-10-118),可產生7,700磅(34千牛頓)的推力,其燃料為四氧化二氮聯氨,此節花了四百萬美元作修改,修改後版本沿用至今。
  • 第三節:牽牛星.A引擎,在未與第二節火箭分離時,每分鐘旋轉一百次來穩定整個末端節,動力來源是兩具固態火箭;分離之後,ABL-248可提供2,800磅(12千牛頓)推力,推進時間28秒,酬載艙為玻璃纖維製成。
  • 酬載量:
    • 低地軌道(241公里~370公里):295公斤(650磅)。
    • 地球同步軌道:45公斤(100磅)。
    • 成功次數/總發射次數:11/12。
    • 花費金費:4300萬美元(12次),超出原預算300萬美元,而且有14次另外的發射未達成。

早期雷神--三角洲運載火箭發射紀錄[编辑]

發射編號 發射日期 酬載衛星或艙組 發射地點 結果 備註
1 1960年5月13日 Echo 1 卡納維爾角空軍基地第17號發射台 失敗 於晚間9點16分發射,第一節成功,第二節失去控制,最後墜毀。
2 1960年8月12日 Echo 1A 卡納維爾角空軍基地第17號發射台 成功 運送酬載至1666公里(1035哩),47 degree inclination orbit.
3 1960年11月23日 TIROS-2 卡納維爾角空軍基地第17號發射台 成功
4 1961年3月25日 Explorer-10 卡納維爾角空軍基地第17號發射台 成功 將78磅(35公斤)的酬載運至138,000哩(222,000公里)軌道。
5 1961年7月12日 TIROS-3 卡納維爾角空軍基地第17號發射台 成功
6 1961年8月16日 Explorer-12 卡納維爾角空軍基地第17號發射台 成功 Energetic Particle Explorers. EPE-A.[2] 橢圓同步軌道(GTO)
7 1962年2月8日 TIROS-4 卡納維爾角空軍基地第17號發射台 成功
8 1962年3月7日 OSO-1 卡納維爾角空軍基地第17號發射台 成功 Orbiting Solar Observatory.軌道位於345英里(555公里)33度傾斜角
9 1962年4月27日 Ariel 1 卡納維爾角空軍基地第17號發射台 成功 Ariel 1 was later seriously damaged by the Starfish Prime nuclear test.
10 1962年6月19日 TIROS-5 卡納維爾角空軍基地第17號發射台 成功
11 1962年7月10日 Telstar 1 卡納維爾角空軍基地第17號發射台 成功 Also later damaged by the Starfish Prime high altitude nuclear event.
12 1962年9月18日 TIROS-6 卡納維爾角空軍基地第17號發射台 成功

進展[编辑]

三角洲A型運載火箭[编辑]

布洛克 I MB-3引擎,推力152,000磅(676千牛頓),改良後成為布洛克 II MB-3引擎,推力170,000磅(756千牛頓);共發射兩次。

三角洲B型運載火箭[编辑]

於此階段做了些許改變,將最上級火箭燃料槽增長3呎,提高氧化劑能量,增加固態推進器導航系統。三角洲運載火箭也在此時由過渡時期至軍事時期。可酬載90公斤衛星至地球同步軌道,共發射6次。

三角洲C型運載火箭[编辑]

第三節由原本的牽牛星改成牽牛星二號引擎,牽牛星二號引擎的改進也用在偵查者號運載火箭上,整個引擎的重量較原型長3英尺(76釐米),重量增加10%,但推力也增強65%。

三角洲D型運載火箭[编辑]

三角洲D型運載火箭於1965年4月6日在卡納維爾角發射INTELSAT-I衛星

增加三枚卡斯托1(Castor 1)輔助火箭以增強推力,共發射兩次。

三角洲E型運載火箭[编辑]

使用卡斯托2輔助火箭,推力相同,但推進時間增長。第一節採用布洛克3 MB-3引擎,推力17萬2千磅765千牛頓。第二節的AJ10-118E直徑由0.84公尺增加為1.4公尺,推進時間加倍。使用亞吉納(Agena)酬載艙。酬載量較三角洲D型運載火箭增加45公斤至地球同步軌道。於1965年進行第一次發射。

三角洲G型運載火箭[编辑]

發射兩次生物衛星,於1966年進行第一次發射。

三角洲J型運載火箭[编辑]

第三節使用Thiokol Star 37D引擎,於1968年第一次發射。

三角洲L型運載火箭[编辑]

第一節直徑擴大為2.4公尺,改用FW-4d引擎為第三節。

三角洲M型運載火箭[编辑]

將第三節改為斯塔37D(Star 37D)引擎。

三角洲N型運載火箭[编辑]

三角洲N型運載火箭-6於1971年10月在范登堡空軍基地發射ITOS衛星

有兩節的型式與三角洲M型運載火箭相同,在1968年到1972年間發射了九次,其中八次成功。 [3]

三角洲超級6號運載火箭[编辑]

將三角洲N或M型運載火箭加裝額外的固態輔助火箭,同步衛星軌道酬載能力為1,000磅(450公斤)。

三角洲系列運載火箭發射的可靠性[编辑]

從1969年到1978年間,雷神—三角洲運載火箭是美國國家航空暨太空總署最頻繁使用的火箭,在這十年間發射了84次(第二名是偵查者號運載火箭,發射了32次),[4] 美國國家航空暨太空總署不僅使用此系列火箭發射自己的衛星,也幫政府發射過衛星,甚至是外國政府的衛星來履行與他國的契約。雷神—三角洲運載火箭的可靠性在1960年代和1970年代已算極高,在84次發射中,僅有7次是失敗的(91.6%的成功率)。[5]

改良版本系統命名之改變[编辑]

在1972年,道格拉斯公司引進一種新的火箭命名方式,將原本的希臘字母命名法改為阿拉伯數字命名法 ,此種命名法可應付時常改版的三角洲系列運載火箭,避免字母的耗盡。 [6]

編號 第一碼
(第一節/助推器數量)
第二碼
(助推器數量)
第三碼
(第二節)
第四碼
(第三節)
英文字母
(重型運載火箭構型)
0 Long Tank Thor
MB-3 發動機
Castor 2 助推器
無助推器 Delta F, 配備 Aerojet AJ-10-118F 發動機 無第三節 N/A
1 Extended Long Tank Thor
MB-3 發動機
Castor 2 助推器
N/A Delta P, 配備 TR-201 發動機 N/A
2 Extended Long Tank Thor
RS-27 發動機
Castor 2 助推器
2具助推器(若是 Delta IVH 時則為LRBs) Delta K, 配備 AJ-10 發動機 FW-4D (unflown)
3 Extended Long Tank Thor
RS-27 發動機
Castor 4 助推器
3具助推器 Delta III cryogenic upper stage, RL-10B-2 發動機 Star 37D
4 Extended Long Tank Thor
MB-3 發動機
Castor 4A 助推器
4具助推器 Delta IV 4m diameter cryogenic upper stage, RL-10B-2 發動機 Star 37E
5 Extended Long Tank Thor
RS-27 發動機
Castor 4A 助推器
N/A Delta IV 5m diameter cryogenic upper stage, RL-10B-2 發動機 Star 48BPAM-D
6 Extra-Extended Long Tank Thor
RS-27 發動機
Castor 4A 助推器
6具助推器 N/A Star 37FM
7 Extra-Extended Long Tank Thor
RS-27A 發動機
GEM 40 助推器
N/A N/A GEM 46 助推器
8 Strengthened Extra-Extended Long Tank Thor
RS-27A 發動機
GEM 46 助推器
N/A
9 Delta IV CBC
RS-68發動機
9具助推器 兩具外加的CBC Parallel first stages

This numbering system was phased out in favor of a new system that was introduced in 2005.[7] In practice, vehicles designated by the new system will not launch before 2007 at the earliest.

Number First Digit
(First stage/boosters)
Second Digit
(Number of boosters)
Third Digit
(Second Stage)
Fourth Digit
(Third stage)
Letter
(Heavy configuration)
0 N/A No SRBs N/A No third stage N/A
1 N/A N/A
2 Extra-Extended Long Tank Thor
RS-27A engine
GEM 40 SRBs
2 SRBs (or LRBs in the case of the Delta IVH) Delta K, with AJ-10 engines GEM 46 SRBs
3 Strengthened Extra-Extended Long Tank Thor
RS-27A engine
GEM 46 SRBs
3 SRBs N/A
4 Delta IV CBC
RS-68 engine
4 SRBs Delta IV 4m diameter cryogenic upper stage, RL-10B-2發動機 2 additional CBC Parallel first stages
5 N/A N/A Delta IV 5m diameter cryogenic upper stage, RL-10B-2發動機 Star 48BPAM-D N/A
6 N/A Star 37FM
7 N/A
8
9 9 SRBs

三角洲904型運載火箭[编辑]

在1972年7月23日,發射陆地卫星1号為第一個有使用九支固態輔助火箭的發射火箭,另一項突破是第二節引擎改為AJ 10-118F引擎,這次發射的雷神—三角洲運載火箭被命名為三角洲904運載火箭。 [8]

三角洲900型運載火箭於1972年12月12日在范登堡空軍基地發射。

三角洲1000系列運載火箭[编辑]

三角洲1910型運載火箭於1975年7月21日在卡納維爾角發射。

增加為2.4公尺直徑的酬載艙空間,其綽號又稱直徑八,使用九支海狸固態輔助火箭。第一次成功發射為1972年9月22日,酬載衛星為探險家47。

三角洲2000系列運載火箭[编辑]

三角洲2914型運載火箭於1978年1月26日在卡納維爾角發射。

這型的特色為使用RS-27第一節引擎在加大的燃料槽上,直徑與三角洲1000系列運載火箭,此型被用發射Landsat 2(1975年)和Landsat 3(1978年)衛星。

三角洲3000系列運載火箭[编辑]

三角洲3910型運載火箭於1980年2月14日在卡納維爾角發射。

引進海狸四型固態輔助火箭第一節則和1000及2000型相同,也引進酬載援助元件及斯塔48B固態火箭,用在第三節,之後這個火箭也用在三角洲二號運載火箭的第三節。

三角洲4000系列運載火箭[编辑]

使用舊版的MB-3引擎,搭配加大後的燃料槽及海狸四號固態輔助火箭,只發射過兩次。

三角洲5000系列運載火箭[编辑]

使用新的海狸四型A固態輔助火箭,仍搭配原本的RS-27第一節主引擎,只發射過一次。

三角洲二號系列運載火箭[编辑]

三角洲二號運載火箭7925(2925)發射深度撞擊號

三角洲二號系列運載火箭由不有名的三角洲6000系列運載火箭及三角洲7000系列運載火箭加以變型而成。

三角洲-2最初由麥道公司設計和製造,在麥道被波音公司合併後,則由波音的綜合防務系統分部負責生產。德爾它-2是NASA手中的一種重要火箭,從1989年開始投入使用。德爾它-2包含以下幾個子系列:三角洲-2 6000(已經退役),三角洲-2 7000(仍在使用),以及三角洲-2 7000的兩個變種(輕型型號和重型型號)。

三角洲6000系列運載火箭[编辑]

三角洲6920-10型運載火箭於1990年7月1日在卡納維爾角發射。

在1986年挑戰者號爆炸事件後,表現出三角洲系列運載火箭必須繼續發射,三角洲二號運載火箭也必須加強,增加為更大的燃料槽,達12尺(3.6公尺),提供了更多的燃料儲存;仍沿用海狸四號A固態輔助火箭,特別的是有六支在發射臺上點燃,其他三支在空中點燃。

三角洲7000系列運載火箭[编辑]

第一節引擎改用RS-27A引擎,增加燃料使用的效率,另從海克力斯(Hercules)公司引進GEM-40固態火箭作為第三節,雖然長度較長,但其重量較輕,可裝載比較多的酬載物。

三角洲二號輕中型運載火箭[编辑]

此型由三角洲7000系列運載火箭改裝而成,沒有第三節火箭,但也減少了固態輔助火箭的使用量,通常只裝三支,但有時候也會裝四支,主要功能是用來發射美國國家航空暨太空總署的小型衛星。

三角洲二號重型運載火箭[编辑]

結合了三角洲792X運載火箭和GEM-46固態輔助火箭。GEM-46是從三角洲三號運載火箭拿來使用。

三角洲三號運載火箭(三角洲8000系列運載火箭)[编辑]

裝配中的三角洲三號運載火箭

道格拉斯/波音公司想加強火箭的酬載能力所以就研發此型運載火箭

  • 將第二及第三節火箭的引擎改為低溫引擎液態氫/液態氧),可以增加推進效率且不產生多餘的成本負擔,引擎是一顆Pratt&Whitney RL10引擎,原本用於半人馬座火箭的第二節引擎。液態氫燃料儲存在直徑4公尺的橘色絕熱槽內。緊鄰著液態氫和引擎,包括點火器部分;此技術來自日本H-II火箭的配置方式。
  • 為了降低整臺火箭的高度,也避免被側橫風吹倒,第一節煤油/液態氧的燃料槽做得特別粗而矮,所以整臺火箭的直徑完全相同。
  • 九支GEM-46固態輔助火箭在安裝時,其中三支並沒有垂直地面裝置,而有向量的考量,三角洲三號運載火箭發射的並不順利,前兩次發射都以失敗收場,第三次雖發射成功,但酬載艙裡面沒有載任何衛星。

三角洲四號系列運載火箭(三角洲9000系列運載火箭)[编辑]

三角洲四號系列運載火箭發射照片
三角洲四號系列運載火箭

屬於美國空軍的計畫的發展不可回收的運載火箭,道格拉斯/波音公司進而推出三角洲四號運載火箭,整臺火件的組成元件和技術都是從現有的火箭中取得,洛克希德馬丁公司和波音公司都有簽這項合約,三角洲四號運載火箭正因此而生,位在阿拉巴馬州

  • 第一節變成以液態氫燃料的發動機,上面節的技術和三角洲三號運載火箭的上面節相同,但直徑增加到5公尺。
  • RS-68為一種新的大的液態發動機,最先被設計出是在1970年代末期的太空梭主發動機設計計畫,原本的終旨即為低成本大推力,RS-68發動機減少內部加壓致使其效率高於太空梭主發動機設計計畫。簡單的管線設計,發動機燃燒室和管線就只有溝槽和面的設計,是史威特(Soviet)發動機的前身。
  • 第二節及酬載艙的外殼都直接沿用三角洲三號運載火箭的设计,但只限於使用中型的三角洲四號運載火箭;大型的則使用直徑5公尺之酬載艙。
  • 大型的三角洲四號運載火箭(不含三角洲四號重型運載火箭)配有二到四支GEM-60 的60英吋(1.524公尺)的固態輔助火箭。
  • 管線的校正和電線的配置需要一座發射臺,第一節主引擎及燃料通常被認定為火箭核心(CBC),而三角洲四號重型運載火箭有另外兩個核心來作為輔助火箭。

未來展望[编辑]

三角洲四號重型運載火箭於2004年12月10日在卡納維爾角發射

現今最受關注的就是三角洲四號重型運載火箭,具有三個核心,可酬載20公噸到近地球軌道;10噸到同步衛星軌道。

参考资料[编辑]

  1. ^ Origins of NASA Names - Ch. 1: Launch Vehicles. NASA. 
  2. ^ Explorer 12. NASA. 
  3. ^ Delta N. Encyclopedia Astronautica. 
  4. ^ NASA Historical Data Book, Vol. III. NASA. 
  5. ^ "Listing of Thor-Delta Vehicles". NASA. 
  6. ^ Forsyth, Kevin S. Vehicle Description: Four Digit Designator. History of the Delta Launch Vehicle. [2008年5月7日]. 
  7. ^ Wade, Mark. Delta. Encyclopedia Astronautica. [2008-05-07]. 
  8. ^ Chronology of Thor-Delta Development and Operations. NASA. 
  • Forsyth, Kevin S. (2002). Delta: The Ultimate Thor. In Roger Launius and Dennis Jenkins (Eds.), To Reach The High Frontier: A History of U.S. Launch Vehicles. Lexington: University Press of Kentucky. ISBN 0-8131-2245-7

外部連結[编辑]