Delta IV

De la Wikipedia, enciclopedia liberă.
Salt la navigare Salt la căutare
Delta IV (Delta 9000)
Delta IV Medium Rocket DSCS.jpg
Lansarea unui Delta IV Medium care transportă DSCS III-B6
informație
Funcţie Vector EELV / Orbital Launch
Producător ID-uri Boeing
United Launch Alliance
Tara de origine Statele Unite Statele Unite
Dimensiuni
Înălţime 63-77 m ( 206-253 ft )
Diametru 5 m (16,4 ft)
Masa 249 500 –733 400 kg ( 550 000 -1 616 800 lb )
Stadioane 2
Capacitate
Sarcina utilă către orbita pământului joasă 8 600 - 25 800 kg (18 900 - 56 800 lb)
Sarcina utilă către
orbita de transfer geostaționar		 3 900 - 10 843 kg (8 500 - 23 904 lb)
Istoria lansărilor
Stat Operare
Lansarea bazelor Cape Canaveral SLC-37B
Vandenberg SLC-6
Lansări totale 37
Mediu: 3
Mediu +: 24
Greu: 10
Succesele 36
Mediu: 3
Mediu +: 24
Greu: 9
Falimente parțiale 1 (greu)
Zbor inaugural 20 noiembrie 2002
Primul satelit Eutelsat W5
Rachete auxiliare (variante medii) - GEM 60
Nr. De rachete auxiliare Mediu: 0; M + 4,2: 2; M + 5: 2 sau 4
Grupuri de propulsie 1 rachetă solidă
Împingere 826,6 kN
Impuls specific 275 s
Timpul de aprindere 90 s
Propulsor Propulsor solid
Rachete auxiliare (grele) - Delta IV CBC
Nr. De rachete auxiliare 2
Grupuri de propulsie 1 RS-68
Împingere 3 312,8 kN
Impuls specific 410 s
Timpul de aprindere 249 s
Propulsor LH2 / LOX
Etapa 1 - Delta IV CBC
Grupuri de propulsie 1 RS-68
Împingere 3 312,8 kN (744 737 lb f )
Impuls specific 410 s
Timpul de aprindere 259 s
Propulsor LH2 / LOX
Etapa a 2-a
Grupuri de propulsie 1 RL-10B-2
Împingere 110 kN (24 740 lb f )
Impuls specific 462 s
Timpul de aprindere 850 - 1 125 s
Propulsor LH2 / LOX
Editați datele pe Wikidata · Manual

Delta IV este o rachetă purtătoare din familia de rachete Delta proiectată de divizia de Sisteme de Apărare Integrate a Boeing . Rachetele sunt construite în Decatur , Alabama de către United Launch Alliance , care se ocupă și de asamblarea finală la locul de lansare [1] . Rachetele au fost proiectate pentru proiectul Evolved Expendable Launch Vehicle (EELV) al Forțelor Aeriene ale Statelor Unite și pentru lansarea sateliților comerciali; este de așteptat ca rachetele să reducă costurile și eforturile necesare pentru lansarea încărcăturilor utile pe orbită. Delta IV este disponibil în cinci versiuni: Medium , Medium + (4.2) , Medium + (5.2) , Medium + (5.4) și Heavy : fiecare este conceput pentru sarcini utile de diferite dimensiuni și greutăți. Delta IV este conceput în primul rând pentru a îndeplini cerințele armatei SUA.

Rachetele sunt asamblate în instalația de integrare orizontală și sunt lansate de la LC-37B din stația forței aeriene Cape Canaveral și SLC-6 din baza forței aeriene Vandenberg .

Descrierea lansatorului

Prima etapă a Delta IV este compusă dintr-un Common Booster Core (CBC), alimentat de un motor Rocketdyne RS-68 ; în cazul variantei Heavy , racheta este echipată cu trei CBC. Majoritatea motoarelor care echipează prima etapă a altor rachete folosesc combustibil solid sau kerosen, în timp ce motoarele RS-68 ard hidrogen lichid și oxigen lichid .

RS-68 este primul mare motor rachetă lichid proiectat în SUA de la crearea motorului principal al navetei spațiale (SSME) în anii 1970. Obiectivul principal al RS-68 a fost reducerea costurilor în comparație cu SSME. Presiunea camerei și impulsul specific au fost reduse, penalizând astfel eficiența motorului; cu toate acestea, timpul de dezvoltare, numărul de piese componente, costul total și lucrările de asamblare au fost reduse la o fracțiune din cele necesare SSME, în ciuda dimensiunii semnificativ mai mari a RS-68. În mod obișnuit, RS-68 este împins la 102% în primele câteva minute de zbor și apoi merge la 58% înainte de oprirea motorului principal [2] . În varianta Heavy , motorul principal CBC este redus la 58% împingere la aproximativ 50 de secunde după ridicare, în timp ce CBC suplimentar rămâne la 102%. Acest lucru permite CBC principal să rețină un anumit propulsor și să ardă mai mult. După ce CBC-urile suplimentare sunt separate de rachetă, CBC-ul central revine la forța de 102%, apoi încetinește la 58% înainte de oprire [3] .

Motorul RS-68 este fixat de structura de propulsie inferioară a vectorului cu o structură de tracțiune a quadripodului și este inclus într-un ecran compus de protecție termică conică. Deasupra structurii de împingere este un aluminiu isogrid lichid hidrogen rezervor , urmat de un cilindru compozit, numit centerbody, un rezervor de aluminiu isogrid pentru oxigen lichid. Un tunel rulează de-a lungul CBC pentru a conține cabluri electrice și de semnal și un tub pentru transportul oxigenului lichid din rezervor la RS-68. CBC are un diametru constant de 5 metri.

Sistemul de îndrumare a Asamblării de Control a Zborului Inerțial Redundant (RIFCA) L-3 utilizat pe Delta IV este același cu cel al rachetei Delta II și diferă doar în software-ul care le gestionează datorită diferențelor dintre cele două lansatoare. RIFCA este echipat cu șase giroscopuri laser și șase accelerometre , care oferă un grad ridicat de fiabilitate [4] .

Etapa superioară a Delta IV este practic identică cu cea a rachetei Delta III , totuși rezervoarele sunt fie reduse (în varianta cu diametrul de 4 metri), fie mărite (în varianta de 5 metri). A doua etapă este alimentată de un motor Pratt & Whitney RL-10B2 , echipat cu o duză extensibilă carbon-carbon pentru a crește impulsul specific. În funcție de varianta rachetei, sunt utilizate două etape diferite pentru a conecta prima și a doua etapă. O variantă de con inversat care se îngustează de la un diametru de 5 până la 4 metri este utilizată în varianta de 4 metri, în timp ce o variantă cilindrică este utilizată în varianta de 5 metri. Interstate sunt construite din materiale compozite.

O varietate de ogive diferite sunt disponibile pentru a încapsula sarcina utilă. Un ogiv derivat din Delta III redus la 4 metri este utilizat în varianta de 4 metri a lansatorului, în timp ce un ogiv mărit de 5 metri în diametru este utilizat în varianta de 5 metri. În versiunea Heavy a lansatorului, se utilizează o versiune mai lungă a spinnerului de 5 metri sau un carenaj de 5 metri în izogridă de aluminiu.

Delta IV a intrat pe piața lansatoarelor într-un moment în care capacitatea globală era deja mult mai mare decât cererea. De asemenea, s-a străduit să intre pe piața comercială de lansare din cauza designului său netestat și pentru că costul unui Delta IV este mai mare decât cel al transportatorilor comparabili. În 2003, Boeing a retras Delta IV de pe piața comercială din cauza costurilor ridicate și a cererii reduse. În 2005, Boeing a declarat că ar putea face Delta IV accesibilă din nou pe piața comercială, însă până în 2006 nu au mai existat anunțuri în acest sens [5] . Toate lansările, cu excepția unuia, au fost plătite de guvernul SUA, costând între 140 și 170 de milioane de dolari.

Lansatoare comparabile: Angara - Ariane 5 - Atlas V - Long March 5 - Falcon 9 - Proton

Variante

Delta IV Medium (Delta 9040) este varianta de bază a Delta IV. Are un singur CBC și un al doilea stadiu modificat al Delta III, cu rezervoare de 4 metri de hidrogen lichid și oxigen lichid și un filator de 4 metri derivat din cel al Delta III. Delta IV Medium este capabil să arunce 4 210 kg ( 9 285 lb ) în orbita de transfer geostaționar (GTO).

Delta IV Medium + (4.2) (Delta 9240) este similar cu Medium , dar folosește două rachete suplimentare Alliant Techsystems Graphite-Epoxy Motor (GEM-60s), pentru a crește greutatea utilă la 5 845 kg față de GTO.

Delta IV Medium + (5.2) (Delta 9250) este similar cu Medium + (4.2) , dar are un con de sarcină utilă de 5 m și o a doua etapă cu un rezervor de hidrogen lichid de 5 m și un rezervor mărit pentru oxigenul lichid. Datorită greutății suplimentare a carenajului mai larg și a celei de-a doua etape, această variantă poate transporta 4 640 kg (10 230 lb) în GTO, deci mai puțin decât Medium + (4.2) .

Delta IV Medium + (5,4) (Delta 9450) este similar cu Medium + (5,2) , dar folosește patru GEM-60 în loc de două, permițând transportul a 6 565 kg (14 475 lb) în GTO .

Delta IV Heavy (Delta 9250H) este similar cu Medium + (5,2), dar folosește două CBC suplimentare în loc de GEM . Aceste rachete cu impulsor sunt eliberate în aer înainte ca CBC-ul principal să fie eliberat. Delta IV Heavy are și o ogivă compozită mărită cu 5 metri în diametru [6] . De asemenea, este disponibil un portbagaj trisector din aluminiu derivat din cel al Titan IV [7] . Acest con de nas a fost folosit pentru prima dată în zborul DSP-23.

Capacitatea de ridicare a Delta IV Heavy este:

Masa totală la lansarea variantei Heavy este de aprox 733.000 kg , mult mai puțin decât naveta spațială ( 2 040 000 kg ).

O variantă mică a fost luată în considerare și în timpul dezvoltării Delta IV. Aceasta ar folosi a doua etapă Delta II , o a treia etapă opțională Star 48 B de la Thiokiol și conul nasului Delta II, toate montate deasupra unui singur CBC [8] . Varianta Small a fost depozitată în 1999 [9] [10] , probabil pentru că Delta II avea deja o capacitate de ridicare similară.

Variante viitoare

Evoluția Deltei IV

Posibile îmbunătățiri viitoare pentru Delta IV includ adăugarea de motoare suplimentare pentru creșterea capacității de ridicare, utilizarea motoarelor principale cu tracțiune sporită, utilizarea materialelor mai ușoare, utilizarea etapelor a doua cu tracțiune mai mare, utilizarea a până la 6 CBC și un combustibil criogenic alimentat încrucișat atât pentru rachete, cât și pentru propulsorul principal. Aceste modificări ar putea crește masa sarcinii utile care poate fi plasată în LEO la 100 de tone [6] .

NASA intenționa inițial să utilizeze Delta IV Heavy pentru Crew Exploration Vehicle , succesorul Navetei Spațiale. Cu toate acestea, odată cu schimbarea CEV de la un vehicul înaripat sau ridicat la o capsulă la Apollo și un nou vehicul de lansare bazat pe componentele navetei spațiale.

Posibilitatea de a adăuga o variantă nouă și mai grea a fost indicată într-un studiu privind cerințele de lansare pentru securitatea națională până în 2020, realizat de RAND Corporation în 2006 [11] : în acest studiu se observă că „... doar Delta IV Heavy are capacitatea de a îndeplini cerințele impuse de cele zece lansări NSS care necesită o tracțiune de ridicare crescută ... capacitatea actuală a Delta IV, cu o posibilă excepție, poate satisface cererea completă de lansare planificată de NSS. cerința de a crește capacitatea de ridicare a Delta IV Heavy pentru a satisface o singură sarcină utilă a NRO . Cea mai bună soluție pentru această cerință este în prezent în curs de examinare. "

Încheierea programului Delta

Ultima lansare a unui Delta IV Medium + a fost misiunea GPS III SV02 din 22 august 2019 de pe LC-37B . Începând cu misiunea NROL-44, va fi lansat doar modelul Delta IV Heavy . Programul se va încheia după lansarea a 5 sarcini utile NRO între 2020 și 2023, va fi înlocuit de noul transportator local ULA , Vulcan , [12] a cărui primă lansare este programată pentru 2021. [13]

ULA finalizează programul Delta , deoarece este foarte scump, Delta IV Heavy care costă până la 350 milioane USD pe lansare nu este foarte atractiv pe piață, după cum reiese din istoria lansării, compusă în principal din sateliți guvernamentali. Odată ce Falcon Heavy devine acum o realitate, ULA își propune să înlocuiască lansările mari de încărcare utilă cu noul Vulcan Centaur, care va fi mai ieftin, mai eficient și va putea transporta sarcini mai grele pe orbită. [12]

Lansați site-uri

Prima lansare a unui Delta IV Heavy cu trei nuclee comune Booster

Lansările Delta IV se efectuează de pe două situri. Complexul de lansare 37 al stației forțelor aeriene Cape Canaveral (LC-37) este utilizat pe coasta de est a Statelor Unite, care a fost locul numeroaselor lansări de rachete Saturn I și Saturn IB . Pe coasta de vest, Complexul de lansare spațială 6 (SLC-6) al bazei forțelor aeriene Vandenberg este utilizat pentru lansări pe orbită polară și cu pas înalt. Această platformă de lansare a fost inițial construită pentru stația spațială MOL a Forțelor Aeriene (proiectul a fost anulat ulterior) și mai târziu pentru lansările de orbite polare ale navetei spațiale , dar nu a fost niciodată folosită de fapt în niciunul dintre aceste scopuri.

Asistența de lansare pe ambele site-uri este similară. La platforma de lansare se află un turn de servicii mobile (MST), care oferă acces de serviciu la lansator și protecție împotriva intemperiilor. Deasupra MST se află un troliu care permite încărcarea utilă și motoarele GEM-60 să fie atașate la vehicul. MST este separat de lansator cu câteva ore înainte de lansare. La Vandenberg, platforma de lansare deține și un adapost de asamblare mobilă (MAS), care închide complet racheta; la Cape Canaveral, pe de altă parte, vehiculul este parțial expus în partea sa inferioară.

Un Turn ombilical fix (FUT) este poziționat lângă lansator, care are două (în cazul Vandemberg) sau trei (în Cape Canaveral) brațe mobile. Aceste brațe sunt echipate pentru a oferi vehiculului suport electric, hidraulic și de control al mediului. Brațele mobile sunt retrase la T-0 secunde după lansare pentru a preveni coliziunile cu vehiculul.

Sub vehicul se află un panou de lansare cu șase catarguri de serviciu (TSM), două pentru fiecare CBC. Tabloul de lansare oferă suport vehiculului pe platformă, iar TSM-urile oferă suport suplimentar și funcții de realimentare pentru CBC. Vehiculul este montat pe masa de lansare cu un Launch Mate Unit (LMU), care este cuplat la vehicul cu cuplaje care se separă la lansare. Sub masa de lansare se află un Fixed Pad Erector (FPE), care folosește doi pistoane hidraulice pentru a ridica vehiculul în poziție verticală după ce este transportat de Facilitatea de integrare orizontală (HIF). Sub placa de lansare este o conductă care deviază evacuările motorului atât de la lansator, cât și de la structurile de susținere.

Facilitatea de integrare orizontală (HIF) este situată la o anumită distanță de platforma de lansare. Este o clădire mare în care CBC-urile și a doua etapă a Delta IV sunt unite la lansator și testate înainte de a fi transportate la pad.

Mișcarea Delta IV de la diferitele structuri la platforma de lansare este facilitată de utilizarea transportoarelor cu platformă elevatoare (EPT). Aceste vehicule din cauciuc sunt propulsate fie cu motoare diesel, fie cu motoare electrice. EPT-urile diesel sunt utilizate pentru a muta lansatorul de la HIF la platforma de lansare, în timp ce EPT-urile electrice sunt utilizate în HIF, unde precizia deplasării este importantă [14] .

Asamblarea lansatorului

A doua etapă a unui Delta IV (4 metri diametru)

Delta IV-urile sunt asamblate într-un proces despre care Boeing spune că reduce costurile și timpul petrecut pe platforma de lansare. CBC-urile sunt construite de Boeing la fabrica Decatur, Alabama. Acestea sunt apoi încărcate într-un M / V Delta Mariner , o navă de transport și transportate la locul de lansare. Aici sunt descărcați și duși la Facilitatea de integrare orizontală (HIF), unde sunt uniți la a doua etapă, transportați la locul separat de Delta Mariner . Mai mult, în cazul variantei Heavy , cele trei CBC sunt unite între ele întotdeauna în HIF.

După efectuarea diferitelor teste, lansatorul este transportat pe orizontală la platforma de lansare, unde dispozitivul Fixed Pad Erector (FPE) este utilizat pentru a ridica lansatorul în poziție verticală, în interiorul MST. În acest moment, motoarele GEM-60, dacă este cerută de variantă, sunt transportate la platforma de lansare și unite la lansator. După teste suplimentare, sarcina utilă, deja conținută în conul nasului, este transportată la platforma de lansare ridicată de-a lungul MST cu un troliu și agățată de lansator. În cele din urmă, în ziua lansării, MST este scos din lansator și vehiculul este astfel gata pentru lansare [15] .

Lansează Delta IV

Pictogramă lupă mgx2.svg Același subiect în detaliu: lansează Delta IV .
Lansarea GOES-N, purtată de un Delta IV Medium + (4,2)

Lansări de menționat

Prima sarcină utilă lansată cu un Delta IV a fost un satelit de telecomunicații Eutelsat W5 . Varianta lansatoare utilizată a fost Medium + (4,2) ; lansarea a avut loc de la Cape Canaveral . Satelitul a fost plasat pe orbita de transfer geostaționar (GTO) pe 20 noiembrie 2002 .

Heavy Demo a fost prima lansare a variantei Heavy , efectuată în decembrie 2004, după o întârziere semnificativă din cauza condițiilor meteorologice nefavorabile. Datorită cavitației din conductele de combustibil, senzorii au înregistrat o descărcare de combustibil. CBC-urile suplimentare și ulterior CBC-ul principal au murit prematur, deși era încă disponibil suficient combustibil pentru a continua zborul așa cum era planificat. A doua etapă a încercat să compenseze până a rămas fără combustibil. Această lansare a fost un test care transportă o sarcină utilă care a constat din:

  • DemoSat - 6 020 kg ; un cilindru de aluminiu umplut cu 60 de tije de alamă - a trebuit să fie plasat în GEO , totuși din cauza problemei senzorului, satelitul nu a atins acea orbită.
  • NanoSat-2 , transportat pe Orbita Pământului Scăzut (LEO) - care transporta doi sateliți cu adevărat mici, cântărind 24 și respectiv 21 kg, poreclit Sparky și Ralphie - era de așteptat să fie pe o orbită de o zi. Având în vedere propulsia pentru un timp mai scurt decât era de așteptat, probabil că cei doi nu au atins o orbită stabilă [16] .
Vedere aeriană a lansării NROL-22 de la SLC-6 (foto USAF / Sgt. Quinton Russ)
  • NROL-22 , un satelit pentru Biroul Național de Recunoaștere (NRO), lansat de pe un Medium + (4.2) în iunie 2006 pe orbita HEO . Aceasta a fost prima lansare a unui Delta IV de la baza Vandenberg Air Force Base (VAFB) SLC-6.
  • DSP-23 a fost prima lansare a unei sarcini utile non-test pe un Delta IV Heavy . A fost, de asemenea, prima lansare Delta IV care a fost comandată de la United Launch Alliance , o societate mixtă între Boeing și Lockheed Martin . Sarcina utilă principală a constat în cel de -al 23 - lea și ultimul satelit de alertă antirachetă al Programului de sprijin al apărării , DSP-23. Lansarea a avut loc la 01:50:00 GMT pe 11 noiembrie 2007 de la Cape Canaveral [17] .

Lansări programate

  • NROL-44 va lansa un satelit NRO cu un Heavy, lansarea este programată pentru octombrie 2020 [18]
  • NROL-82 va lansa un satelit NRO cu un Heavy, lansarea este programată pentru octombrie 2020 [19]
  • NROL-91 va lansa un satelit NRO cu un Heavy, lansarea este programată pentru 2022 [12]
  • NROL-68 va lansa un satelit NRO cu un Heavy, lansarea este programată pentru 2023 [20]
  • NROL-70 va lansa un satelit NRO cu un Heavy, lansarea este programată pentru 2024 [20]

Notă

  1. ^ Tranzacția Alliance Launch Alliance a fost finalizată Arhivat 22 februarie 2008 la Internet Archive.
  2. ^ Cronologia lansării Delta IV GOES-N .
  3. ^ Cronologia lansării demo-urilor Delta IV .
  4. ^ L-3 Space & Navigation's RIFCA Trihex Arhivat 15 octombrie 2006 la Internet Archive.
  5. ^ Delta IV poate reveni la lansările comerciale Arhivat la 14 noiembrie 2006 la Internet Archive.
  6. ^ a b Delta Launch 310 - Delta IV Heavy Demo Media Kit - Delta Growth Options ( PDF ), pe boeing.com , Boeing (arhivat din original la 6 octombrie 2012) .
  7. ^ US Air Force - EELV Fișele depuse 27 aprilie 2014 în Internet Arhiva ..
  8. ^ Delta IV Small pe Astronautix.com Arhivat 5 noiembrie 2006 la Internet Archive.
  9. ^ Pagina lui Gunter's Space - Delta IV .
  10. ^ Boeing semnează acordul pentru Delta IV Integration Facility Arhivat 21 noiembrie 2006 la Internet Archive.
  11. ^ Raport de lansare a spațiului de securitate națională .
  12. ^ a b c ( EN ) Delta 4 Heavy a ULA până la ultimele cinci misiuni , pe SpaceNews , 22 august 2019. Adus pe 29 august 2020 .
  13. ^ (RO) Mike Wall 02 octombrie 2019, SpaceX Falcon 9 Rocket va lansa Private Moon Lander în 2021 , pe Space.com. Adus pe 29 august 2020 .
    „Dar Peregrine va zbura pe o altă rachetă, Centaurul Vulcan al United Launch Alliance, care este încă în curs de dezvoltare. Misiunea Peregrine 2021 va fi prima atât pentru lander, cât și pentru vehiculul său de lansare. " .
  14. ^ Delta IV Launch Facilities Arhivat 3 iulie 2006 la Internet Archive.
  15. ^ Asamblare prelansare Delta IV .
  16. ^ Spaceflight Now | Delta 4-Raport misiune grea
  17. ^ Justin Ray, rachete Delta 4-Heavy lansează departe de Cape Canaveral , în Spaceflight Now ( http://www.spaceflightnow.com ) , 11 noiembrie 2007. Accesat la 28 mai 2008 .
  18. ^ (RO) ULA NROL-44 Informații cheie de lansare pe Launch360. Adus pe 29 august 2020 .
  19. ^ (RO) Stephen Clark, satelitul AEHF ajunge în Florida pentru prima dintre cele 20 de lansări ale Forței Spațiale în acest an - Spaceflight Now pe spaceflightnow.com. Adus pe 29 august 2020 .
  20. ^ A b (EN) Air Force acordă un contract de 1,18 miliarde de dolari ULA pentru finalizarea a cinci misiuni Delta NRO Heavy 4 pe SpaceNews, 30 septembrie 2019. Adus pe 29 august 2020.

Elemente conexe

Alte proiecte

linkuri externe

Adus de la „ https://it.wikipedia.org/w/index.php?title=Delta_IV&oldid=119486117 ”