登陆注册
6971800000034

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
  • 一千零一夜(上)

    一千零一夜(上)

    《一千零一夜》里的故事不是某个作家独创的,也不是在一时一地形成的,而是中近东地区的广大市井艺人、文人学士经过几百年搜集、提炼、加工形成的,是阿拉伯和波斯湾地区各族人民聪明才智的结晶。
  • 启迪孩子智慧的寓言故事

    启迪孩子智慧的寓言故事

    本书精选百余篇内容精彩的寓言故事,包括《东施效颦》《乌鸦学语》《知恩图报的鲤鱼》《晏子使楚》《解铃还须系铃人》《井底之蛙》《穷人和富人》《寒号鸟》《真假稻草人》《一叶障目》《拔苗助长》《指鹿为马》等,内容广泛,故事引人入胜,是青少年休闲益智的首选读物。
  • 考古故事总动员

    考古故事总动员

    课堂上的知识丰富着我们的头脑,课堂外面的世界丰富着我们的阅历。对人类来说,好奇几乎是一种本能。孩子们,你们一定也想知道人类的祖先生活在一个什么样的环境中。时光流逝,沧海桑田,锦绣的中华大地到底经历了怎样的历史变迁?人类到底从何而来?世界何时开始?对孩子们来说,过去的一切是他们渴望知道也急于知道的事情,这本书有孩子们想要知道的很多谜底。了解这些谜底,可以使孩子们更从容地审视历史,正视现实。
  • 太空迷幻漫游

    太空迷幻漫游

    本书主要讲述了一个时代的诞生,那就是宇航时代。该书一步一步告诉小读者们,人类是怎样开发宇宙的、又是怎样进入宇宙的?读者关心的很多重要问题在这里都有一个充分的讲述。书中既有科学原理的生动讲解,又综合运用图片、图标等具象形式加以表现,从而使读者直观、迅速、深刻地理解了作者所要传达的知识和理念。
  • 世界科学技术百科

    世界科学技术百科

    本书是一部介绍科学方面的科普读物,系统地向广大青少年读者介绍了五彩缤纷的科学世界,以此引导青少年崇尚科学,破除迷信;养成关注科学的习惯;形成科学的态度和价值取向。
热门推荐
  • 仙声

    仙声

    命运如罗盘,人如盘中的指针。无论人如何的旋转,都脱不开罗盘的禁锢。想要跳出这方圆的人生,只有去求仙,去问仙声在何方嘹亮!
  • 傲娇总裁暖暖爱

    傲娇总裁暖暖爱

    原本以为,她的深爱,会换来他的回首。却不想,她们的婚姻只不过是因为利益而结合的幌子。终究他左右逢源于各种名模之间……她的梦破碎,等到她想要放手,却不想他爱如暖阳,又包裹着她。而她却不敢在相信……
  • 异界的迷局

    异界的迷局

    你所看到的一切都出自精心设计,你脑中的想法并非全是你所想。异次元虫洞在寒星大陆打开,各种罪恶纷然而至。苏涯身为史上最年轻的执法使,在恩师林青石应国王征召,奔赴前线抗击虫鬼后,他和深藏不露的唐紫湘承担起了雾星城的重任。虫鬼从天空城开始进击,让大陆笼罩着恐惧,东境又有僵尸复活,东海望的流寇侵袭路星,寒星王国混乱不堪。苏涯能否找到混乱的源头?这一切要从路星城的纵火案查起。怒星山的山居部落也不安跳动,这为商业鬼才上官谦提供了上位的机会,在与前任重修于好后,他仿佛脱胎换骨,然后又将谱写怎样的史诗?王室暗流涌动,在虫鬼兵临君临城之际又埋藏了不少危险因素。迷局下,寒星王国的命运为何?英雄们的史诗已经写下。
  • 重生娇妻:杀手老婆不好惹

    重生娇妻:杀手老婆不好惹

    她,前世是国际杀手,却因为一次任务意外死亡;重生后,她是三线明星,一路走红,只为寻找死亡真相。他,是京城萧少,豪门世家,妥妥的“高富帅”,人前他是“夜色”的幕后Boss,暗地里却是和国安部配合,守护着这个国家。一次次的交际,让他们在交锋中产生好感。强者与强者的对决,你准备好了么?
  • 时光荏苒:缘浅情深

    时光荏苒:缘浅情深

    放下一个人不代表原谅,不代表不恨了,而是放过自己,亦放过青春。万里晴空,云朵们变换着姿态,时而妖艳,时而万马奔腾,看着看着,就想起了你,你?会是其中一朵吗?
  • 启禀王上,王后要摄政

    启禀王上,王后要摄政

    她是异界的一缕孤魂,命中注定,成了这沧暮王朝的王后。他是最不被宠爱的王子,却是在十五岁那年亲手发起了政变,小小年纪便被冠上“暴君”之名,当所有人都想扳倒他的时候,她却……“王上,您这江山怕是保不住了呢?”“那王后有何高见?”“不如……让臣妾摄政可好?”……于是,某一夜,当她拖着疲惫不堪的身子回到房间,他却从被窝钻了出来……“王后处理国事辛苦了,今夜便让孤王好好伺候王后吧。”
  • 霸道总裁:雨声辰惜

    霸道总裁:雨声辰惜

    当夜深人静的时候,所有人都睡了,,“女人,别想离开我,就算是死,你也是我的”“这样的时光不会再有了,让我再看看你气急败坏的样子。”莫小雨举手满是血的手想要再摸夜龙辰的脸……:如果可以,我希望我从来没有遇见过眼前的这个人,也不会爱上任何一个人,心真的好痛…………
  • 虫城异世录

    虫城异世录

    【虫城中,人身上要寄生一种虫子才能行动,这里的寄生虫可以给你一切。武力、速度、武器、甚至是琴棋书画和超能力。】——节选自‘虫城意识架构视频赵忠祥版第一段’(本视频由虫王洗发水赞助播出:我的头屑少!爸妈没烦恼!)别人都被注射了基本虫,杜潜却遭殃的被注射了屠城虫!世界上可不止一种虫,自助虫,消防虫,洗车虫,窗帘虫,在这个世界里,没有你看不到,只有你想不到!这些虫与人之间发生的有趣故事,现在上演!
  • 风带走的那些年

    风带走的那些年

    同一个魂,不同的人,我以为我是特殊的,即使不是往日容颜,你也会认得我,可是当那张一模一样的面孔出现时,你却选择了她……这是易烊千玺之风带走的那些年续,没看过上部的宝宝建议去看看
  • 王俊凯之遇见痴夏

    王俊凯之遇见痴夏

    她的闺蜜喜欢上了学校里的校草,她千方百计制造机会,但在一次玩闹中,表白了他的心。"栀远,俊凯给你说了什么?""他对我说,他八岁还在尿床呢。"这一句敷衍的话,怎样可以面对未来呢?