三角洲系列運載火箭

三角洲運載火箭是一种不可重複使用運載火箭的大家族,於1960年代開始進行美國的太空酬載任務,並發射超過300次,且成功率高達95%以上。2006年起,三角洲系列運載火箭由聯合發射同盟負責建造與營運。该系列运载火箭已经退役。

發展背景
由PGM-17雷神导弹改良而成,所有雷神三角洲運載火箭所使用的的第一節即是彈道飛彈的第一節。PGM-17雷神导弹於1950年代開始設計與開發,部署在英國或其他屬於同盟國的國家,並於1957年9月首度發射成功。隨後以其第一節火箭與其他上面節火箭組合的火箭也發射衛星用來進行太空探測。雷神的第四節又稱雷神三角洲,因為Delta是希臘文中第四個字母,最後簡稱整臺火箭為三角洲 。

美國國家航空暨太空總署將雷神運載火箭定位為導彈至運載火箭的過渡運載火箭,並在1960~1961年間應用於通訊、氣象、科學、月球探測等方面的人造衛星發射。後續的計畫目標是使用創新的火箭設計來取代PGM-17雷神导弹舊有的設計,並非加強雷神三角洲運載火箭的性能,而是增加其可靠性,最終在1959年4月美國國家航空暨太空總署與道格拉斯飞行器公司簽約進行12枚火箭的發射與設計。

第一節搭配布洛克I MB-3引擎,主要改良自雷神中程彈道飛彈,可以提供152,000磅的推力,此節燃料為液態氧和煤油;第二節也有經過修改,引擎為噴氣飛機公司的AJ-10-118火箭引擎,可產生7,700磅的推力,此節燃料改為四氧化二氮及聯氨,總共花費400萬美元的經費來修改第二節,修改後的版本沿用至後續型號。第三節:牽牛星A火箭引擎,在未與第二節火箭分離時,藉由每分鐘旋轉100次來穩定整個末端節,動力來源是兩具固體燃料火箭;分離之後,ABL-248可提供2,800磅推力,推進時間僅有28秒,另外酬載整流罩由玻璃纖維製成。

酬載量在低地球軌道僅有295公斤;地球同步轉移軌道更少至45公斤。過往的發射紀錄為成功次數/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,原定在1962年之前會有另外14次外的發射,不過最終未能達成。
早期雷神-三角洲運載火箭發射紀錄
進展
三角洲A型運載火箭
布洛克I MB-3引擎,推力152,000磅,改良後使用布洛克II MB-3引擎,推力達170,000磅;總計發射兩次。
三角洲B型運載火箭
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正規運作時期。可酬載91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
第三節由原本的牽牛星改成牽牛星2號引擎,牽牛星2號引擎的改良版ABL X-258火箭引擎也用在偵查者號運載火箭上,整個引擎的重量較原型長3英尺左右,重量增加10%,但推力也增強65%。
三角洲D型運載火箭
也被稱為增強版三角洲運載火箭,主要藉由增加三枚卡斯托1固體輔助火箭以增強推力,共發射兩次。
三角洲E型運載火箭
也被稱為改進增強版三角洲運載火箭,使用卡斯托2固體輔助火箭,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。第二節的AJ10-118E直徑由0.84公尺增加為1.4公尺,推進時間也加倍。使用擎天神-愛琴娜運載火箭的整流罩。比三角洲D型運載火箭酬增加45公斤的地球同步軌道酬載量,於1965年進行發射國際通信衛星組織-1。
三角洲F型運載火箭
最終這個型號的運載火箭並未被製造出來。

三角洲G型運載火箭
發射兩次生物衛星,分別為生物衛星1號與生物衛星2號,於1966年進行第一次發射。 其特點是三角洲E型運載火箭去除末端節。
三角洲J型運載火箭
第三節使用Thiokol Star 37D引擎,僅於1968年進行唯一一次發射。
三角洲L型運載火箭
第一節直徑擴大為2.4公尺,改用FW-4d火箭引擎做為第三節。
三角洲M型運載火箭
使用更長的第一節雷神燃料槽並搭配3枚卡斯托2固體輔助火箭,第二節與三角洲E型運載火箭相同,另外第三節改為與三角洲J型運載火箭相同的Star 37D引擎。 並在1968~1971年間成功發射12次。
三角洲N型運載火箭
與三角洲M型運載火箭大致相同,只不過從三節式運載火箭變為兩節式運載火箭。在1968年到1972年間發射了9次,其中8次成功 。
三角洲超級6號運載火箭
將三角洲N或M型運載火箭加裝3枚額外的卡斯托2固體輔助火箭,形成總共6枚固體輔助火箭的最大配置。地球同步軌道的酬載能力達到450公斤。總計發射過4次,其中3次從三角洲N型運載火箭增強而來;其中1次則來自三角洲M型運載火箭的強化。

三角洲系列運載火箭發射的可靠性
從1969~1978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,遠遠高於第二名的偵查者號運載火箭,僅僅發射了32次, 美國國家航空暨太空總署不僅使用此系列運載火箭發射自己的衛星,也幫政府發射過人造衛星,甚至是國外的人造衛星合同。雷神—三角洲運載火箭的可靠性在1960年代和1970年代已算相當優異,總計84次發射中,僅有7次是失敗的,具有高達91.6%的成功率。

改良版本系統命名之改變
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。

三角洲904型運載火箭
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—三角洲運載火箭開始被稱做三角洲904運載火箭

三角洲1000系列運載火箭
增加為2.4公尺直徑的酬載艙空間,直徑約為8英呎,因此得到了直筒八的綽號,使用九支海狸固態輔助火箭,並開始採用新的TR-201火箭引擎。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
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系列運載火箭相同,此型被用於1975年發射的陆地卫星2号和1978年的陆地卫星3号。另外也創下了首次一箭三星的紀錄,將國際通信衛星、美国国家海洋和大气管理局以及Amsat Oscar 7同時由三角洲2310型運載火箭送至軌道中。1978年4月7開啟了一系列廣播衛星的濫觴,第一顆這系列人造衛星又成為尤里1號。

三角洲3000系列運載火箭
引進海狸4型固態輔助火箭,第一節則和三角洲1000系列運載火箭及三角洲2000系列運載火箭相同;第二節的部分則是最後一次採用TRW TR-201火箭發動機作為第二節;也引進酬載輔助元件及斯塔48B固態火箭,用在第三節,之後這個斯塔48B固態火箭也用在三角洲2號運載火箭的第三節。三角洲3000系列運載火箭的三角洲3914型運載火箭 在1975~1987年間總共發射13次,其中在1976年後多次承包美國政府的人造衛星,並沿用泰坦4號運載火箭的鋁製整流罩。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火箭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,是史威特發動機的前身;第二節及整流罩的外殼都直接沿用三角洲3號運載火箭的设计,但只限於使用中型的三角洲4號運載火箭;大型的則使用直徑5公尺之酬載艙。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主要核心,而三角洲4號重型運載火箭有另外兩個火箭主要核心來作為輔助火箭。大型的三角洲4號運載火箭但不含三角洲4號重型運載火箭配有二~四支GEM-60直徑1.524公尺的固態輔助火箭。
三角洲4號重型運載火箭
三角洲4號重型運載火箭有總共有三個火箭主要核心,首次的示範發射在2004年12月21日,最終未能將模擬衛星送入正確軌道是因為兩枚輔助的火箭主要核心過早分離所致,最後模擬衛星只進入105公里高的軌道,並且迅速降低高度。最後調查結果發現整起失敗肇因於液態氧感應器無法有效的控管,這項問題在後續的發射已被更正。

首次成功發射的日期是2007年11月11日,於卡納維爾角第37號發射台成功升空。而在范登堡空軍基地首次成功發射的日期為2011年1月20日。

圖片集
File:Delta Rocket Telstar1.jpg|雷神三角洲運載火箭於1962年7月10日在卡納維爾角發射
File:Delta D Intelsat1.jpg|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
File:Delta N6 rocket with ITOS satellite.jpg|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
File:Delta 900 with Nimbus-E.jpg|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。
File:Delta launches OSO 8.jpg|三角洲1910型運載火箭於1975年7月21日在卡納維爾角發射。
File:Delta 2914 launching IUE spacecraft.jpg|三角洲2914型運載火箭於1978年1月26日在卡納維爾角發射。
File:Delta 3910 rocket with SMM satellite.jpg|三角洲3910型運載火箭於1980年2月14日在卡納維爾角發射。
File:Delta 6920-10 launch with ROSAT.jpg|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。
File:Delta 7320-10C launching Swift.jpg|三角洲7320-10C型運載火箭發射升空的瞬間
File:Delta II 7420-10C rocket launching CALIPSO and CloudSat.jpg|三角洲7420-10C型運載火箭於夜間發射,攝於2006年4月28日
File:Delta2-7425 2001 mars odyssey.jpg|2001年奧迪賽號的發射瞬間
File:Delta II 7925 (2925) rocket with Deep Impact.jpg|三角洲2號運載火箭7925型發射深度撞擊號
File:Delta II 7920H-9.5 ignition with SIRTF.jpg|史匹哲太空望遠鏡的發射瞬間
File:Delta 7925H MESSENGER ignition.jpg|信使號的發射瞬間
File:Delta III second stage.jpg|裝配中的三角洲3號運載火箭
File:Delta IV Medium Rocket DSCS.jpg|三角洲4號系列運載火箭發射照片
File:Delta IV Medium fairing.jpg|三角洲4號運載火箭中型的整流罩
File:Delta4 family future.png|三角洲4號系列運載火箭
File:Delta IV Heavy Rocket.jpg|三角洲4號重型運載火箭於2004年12月10日在卡納維爾角發射
File:Delta IV launch 2013-08-28.jpg|從范登堡空軍基地升空的三角洲4號重型運載火箭

参考资料
參考書目

  • 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
*[http://kevinforsyth.net/delta/ 三角洲系列運載火箭的發射紀錄⑴]
*[https://web.archive.org/web/20080529134656/http://www.boeing.com/defense-space/space/delta/record.htm 三角洲系列運載火箭的發射紀錄⑵]
*[http://www.tbs-satellite.com/tse/online/lanc_thor_delta.html 衛星百科全書,雷神--三角洲運載火箭]

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