簡介
德爾塔IV型重型火箭是美國現役最高的運載火箭,這是聯合發射同盟德爾塔IV型火箭的重型版本。德爾塔IV型重型火箭高235英尺(約合72米),在2004年首次亮相,但因傳感器故障令其未能抵達預定軌道。這一問題很快得到修複。德爾塔IV型重型火箭距現在最近的一次任務是2009年1月將美國國家偵查辦公室的一顆軍事機密衛星發射升空。
德爾塔IV型重型火箭其實是三級火箭,每一級都稱為公共核心助推器,呈一條直線排列,看上去像圓柱形。據美國航天科學網站“SpaceflightNow”報道,按計劃,德爾塔IV型重型火箭至少有兩次任務是發射機密衛星。
這種火箭可以將最多24噸的有效載荷送入低地軌道,將11噸有效載荷送入通信衛星所在的地球同步軌道。另據報道,德爾塔IV型重型火箭還能將11噸重有效載荷送上月球,將8.8噸有效載荷送入火星軌道。
結構類型
德爾塔IV型火箭係列有三種主要結構或類型:中型;中型+(4.2、5.2和5.4版);重型。每種結構都裝有的第一級(火箭底部的2/3)和第二級(火箭頂部的1/3)火箭,前者包括燃料箱和主發動機,後者包括二級發動機、燃料箱、載運物和各種電子設備。
中型火箭的第一級包括由RS-68發動機提供動力的一台通用助推核心。它的第二級由RL10B-2發動機提供動力,同時還包括各種操作和控製高度的電子設備,例如德爾塔II型中使用的冗餘慣性飛行控製組件係統以及燃料箱和氧化劑箱。
中型+火箭的第一級除了含有與中型火箭相同的組件外,還有兩個或四個直徑為1.5米的固體火箭捆綁式石墨環氧發動機(GEM)。所有中型+火箭都使用RL10B-2發動機向第二級提供動力,但是5.2和5.4版比中型和中型+4.2版擁有直徑更大的燃料箱和更長的氧化劑箱。
重型火箭看起來就像一個超級火箭。它不但擁有主要的通用助推核心,還包括兩個附加的捆綁式助推器。這三個助推器各自裝有的RS-68發動機。重型火箭的第二級還有一個直徑為5米的燃料箱和直徑為5米的載運物設施配件。
工作原理
第一級的目標隻有一個:使火箭離開地麵。每個通用助推核心的底端部分都有一台RS-68發動機。中間部分包括燃料箱,裏麵裝有液態氫和液態氧。對於兩個捆綁式助推器來說,這就是全部構造。它們隻是為了提供將沉重的載運物送入軌道所必需的額外燃料和發動機。
雖然RS-68發動機最近才應用於德爾塔IV型火箭係列,但它的效率卻比其所代替的液態氧/煤油發動機高出30%。它的部件較少,因此可靠性更高,成本更低。而且RS-68發動機還是環保型的,因為它產生的唯一副產品隻是蒸汽。
在發射時,RS-68發動機會產生2,891千牛頓的推力。在三個助推核心的幫助下,德爾塔IV型重型火箭可以將23,040公斤的載運物送入近地軌道。它“最親近的兄弟”,德爾塔IV中型+火箭(5.4版)可以將11,475公斤的載運物送入相同軌道。
發射過程
一次發射首先是點燃三個RS-68主發動機,然後升空。幾分鍾內,捆綁式助推器被投棄(離開主火箭體),此時它們的燃料已經用完並且完成了將火箭從地麵發射的任務。
隨後,連接在中央助推器上的主中央發動機關閉,並且主CBC(由主發動機、下部的燃料箱以及連接第一級和第二級的段間組成)底部的2/3部分也被投棄。剩下的第二級火箭(主要由燃料箱、RL10B-2發動機、導航電子設備和載運物組成)都被稱為整流罩的錐形保護物包住。
與第一級相比,第二級火箭像個坐在壯漢肩上的芭蕾舞女演員。雖然它沒有三個助推器發動機那麼大的能量,但它具備的能量、平衡性和精確性可以處理更為精密的任務——將人造衛星送入準確軌道。