登陆注册
11164800000034

第34章 德尔塔IV型重型火箭

简介

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),在2004年首次亮相,但因传感器故障令其未能抵达预定轨道。这一问题很快得到修复。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的一颗军事机密卫星发射升空。

德尔塔IV型重型火箭其实是三级火箭,每一级都称为公共核心助推器,呈一条直线排列,看上去像圆柱形。据美国航天科学网站“SpaceflightNow”报道,按计划,德尔塔IV型重型火箭至少有两次任务是发射机密卫星。

这种火箭可以将最多24吨的有效载荷送入低地轨道,将11吨有效载荷送入通信卫星所在的地球同步轨道。另据报道,德尔塔IV型重型火箭还能将11吨重有效载荷送上月球,将8.8吨有效载荷送入火星轨道。

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。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发动机最近才应用于德尔塔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23,040公斤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。

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。

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(现在可以维持自己的轨道)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。

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。美宇航局现役航天飞机共有三驾:“发现”号、“亚特兰蒂斯”号和“奋进”号。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。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。

同类推荐
  • 中外名人传记故事(上)

    中外名人传记故事(上)

    为了让广大读者,尤其是青少年读者朋友,参够在有限的时间里阅读最优美的文学名著篇章,我们精心选编了这本《中外文学名著故事总集》,它将世界公认的最具代表性的文学名著,一一改编成故事形式,文字尽量通俗易懂,内容尽量保留精华,以使广大读者可以通过最简捷的形式,畅快阅读中外文学名著的精华。
  • 我的第一本植物科学探索发现

    我的第一本植物科学探索发现

    全面关注孩子的智力开发。以生动、有趣的故事。活泼、美观的版面,而给予孩子们以知识上的传授、阅读上的享受。本丛书在培养孩子智商的同时,也通过故事中隐含的道理来给予他们以情商方面的培育与引导,促进他们的身心健康发展。成为一个人格完善的人。
  • 秘方 秘方 秘方·绝招

    秘方 秘方 秘方·绝招

    《秘方秘方秘方》少年阿亮先后遇上了三个奇特的秘方。这三个奇特的秘方分别掌握在三个不同的、奇特的人手里……这就注定是一个传奇的故事。有人说:每个秘方都包含一些生死祸福、恩仇善恶等等的故事。而人生、社会不也就是这些“等等”组成的么?照这么说,我们每个人在一生中是必定会遇上一些“秘方”的了?也许,也许。《绝招》暑假的某一天,马丁忽然发现自已有一个绝招,忽然发现自己成了名人。成了名人,当然就会有人追着求签名的,当然动不动就会有奇遇的,当然一不小心就会被人当作两只脚的猫的……这下子可热闹了!马丁有什么绝招?别急着回答,至少等读完了这本书再说。
  • 必知的军事科技

    必知的军事科技

    科学是人类进步的第一推动力,而科学知识的普及则是实现这一推动的必由之路。在新的时代,社会的进步、科技的发展、人们生活水平的不断提高,为我们青少年的科普教育提供了新的契机。抓住这个契机,大力普及科学知识,传播科学精神,提高青少年的科学素质,是我们全社会的重要课题。
  • 精灵战歌

    精灵战歌

    青云天绕春风寒,蓝云雨滴水漫漫。不知此时何事错。天已旦,望空山,森林迷糊水雾漫。小时不知大时愁,不时不知愁何有。春时无悲也无伤。《精灵战歌》是作者(陈重之)继《木塔传奇》和《漫长之旅》的作品。讲述了大雨哗啦哗啦地落下,化出一层薄薄的雨雾。这是伸手不见五指的夜晚,然而加肯村的烈酒客栈,却是灯火通明、一派狂欢的气氛。
热门推荐
  • 出人头地

    出人头地

    本故事根据真实人物背景改编。文升的哥哥文浩,因为一次失恋,性格也变的匪夷所思。常常在家里打闹,逼着家里要摩托车,要手机。在那个时候,摩托车和手机还属于奢侈物品,这个本来就不富裕的家庭开始变的支离破碎。弟弟文升,妹妹文欣饱受生活的折磨,兄妹两个一心想出人头地,来改变家庭的状况,让妈妈过上好日子。因为他们都没受过很好的教育,想要出人头地……命运将会带着他们走向何方,繁华的都市又会给他们带来什么?给他们热心帮助的高明,王丽,家境贫苦的文玲他们的命运又会何去何从……
  • 武斗师

    武斗师

    武斗未完,校园再战。看七个性格迥异的少年演绎不一样的校园生活。《校园刑事侦缉档案》单主角模式。
  • 重生:侯门贵妻

    重生:侯门贵妻

    上一世,她恪守己礼,却被丈夫残忍杀害。这一世,她要有仇报仇,有怨抱怨,断我一臂,必毁你全家。没事当当老板,调戏下虚假狐狸小姨娘,报复完害了自己的人,甩掉渣男丈夫,拿到休书逍遥一生才是关键!可是怎么蹦跶出来一个小霸王,还拉着自己谈情说爱!--情节虚构,请勿模仿
  • 红色嫁衣

    红色嫁衣

    你确定你见过的所有人,都是人?鬼有善,人伪善。是鬼在作祟,还是心中的鬼在作怪。一个诡异的幕后,都有一个不为人知的真相。当真相揭开之时,是人?还是鬼?还是妖?
  • 萌宝来袭:冷情爸比快投降

    萌宝来袭:冷情爸比快投降

    他是天之骄子,引无数环肥燕瘦竟折腰,却不肯轻易尝试感情游戏。她,是魅夜精灵,娇美容颜是她最好的武器,情之一字是她最大的雷区。一次意外,让他们邂逅,也让他们记住了彼此……
  • 天使拯救计划

    天使拯救计划

    天使代号“梦”降临人间实行计划,来到了世界著名的“黛滟”可是.......这突然冒出来的男生是谁啊!居然处处针对我,这也太过分了吧!不仅如此,为什么那些女生都说我是勾引校草的贱人啊!这对爱看小说的我来说,简直是司空见惯了OK?典型的女配啊!可是,事情好像不是我想的那么简单.....这个在意料之外的女生,做出了令人想不到的惊人之举。Oh!买噶!这可就麻烦了。神啊!救救我把!而一直针对我的那个男生,他到底要闹那样啊,居然强行把我带到了他家,虽然他家还蛮大,蛮好看的啦!但这不是重点啊!这一家奇怪的生物是他的家人!面对他们的奇葩表现。我真的要崩溃了。
  • EXO之遇见你是我的幸运2

    EXO之遇见你是我的幸运2

    豪门千金林可馨生长在一个单亲家庭,因为家庭的原因可馨从一个活泼开朗的女孩变成了一个沉默寡言的人,上中学后遇到转校生吴世勋会擦书怎样的火花......几年后的分别优惠擦出怎样的火花......再次重逢又会怎样......
  • 王爷有种我们单挑

    王爷有种我们单挑

    一场狗血的穿越,但有着不狗血的爱恋,当野蛮霸道,碰上冷酷无情,最终,他们将会相依相偎,还是遍体鳞伤?
  • 最具影响力的科技精英(上)

    最具影响力的科技精英(上)

    本书主要总结了最具影响了的科技精英。如毕达格拉斯、希波克拉特斯、希帕克斯、欧几里得、阿基米德、祖冲之、郭守敬。
  • 初始境界

    初始境界

    两千年前的古代文明时期,不同种族的十二位英雄决定探寻世界起源的秘密并寻找传说中的造物之神而冒险,为此,他们前往了大陆最神秘之地——不朽庭院。两千年后的今天,无人知晓十二位英雄发现了什么,为此各种族的勇士们再次整装待发,深入古代大陆追寻英雄们的足迹,也更多的了解英雄们的传奇与世界起源的秘密。一场波澜壮阔的探索之旅就此展开……