Eng Delta IV Heavy beim Start - déi gréisst Versioun vun alle Delta-IV-Versiounen
D'Rakéitefamill Delta IV stellt déi modernst Versioune vun zanter 1960 startenden Delta-Rakéiten duer. Delta IV entstoung am Kader vum EELV-Programm (Evolved Expendable Launch Vehicles) vun den USAF zu der Entwécklung vu modulare Rakéitentyppen, déi souwuel déi liicht Delta II, déi mëttelschwéier Atlas II an d'Atlas III wéi och déi schwéier Titan IV ersetze sollten. D'Delta-IV-Famill gouf vu Boeing entwéckelt a steet elo an direkter Konkurrenz zu där och am Kader vum EELV-Programm stoender Atlas-V-Rakéitefamill vu Lockheed Martin.
Am Géigesaz zu Delta II an III, déi allebéid op der Delta I als éischt Stuf opgebaut goufen, och wann déi stänneg weider modifizéiert gouf, gouf fir d'Delta IV eng komplett nei éischt Stuf entworf, déi vun engem och neientwéckelten RakéitendreifwierkRS-68 vu Rocketdyne ugedriwwe gëtt. Déi éischt Stuf krut den Numm Common Booster Core (CBC) a bilt d'Grondlag fir all Versioune vun der Delta IV. Ofhängeg vun der CBCs-Zuel kann tëscht de Versiounen Delta IV Medium an Delta IV Heavy ënnerscheet ginn.
Am Ament gi vu Boeing fënnef verschidde Versioune vun der Delta-IV-Rei ugebueden, véier dovun sinn an der Medium-Klass an eng ass d'Heavy-Variant. Den éischte Start vun enger Mediumvariant war den 20. November2002 an den éischte Start vun der Heavyversioun war den 21. Dezember2004.
D'Delta IV ass eng zweestufeg Rakéit, bei där béid Stufe mat der héichenergetescher Dreifstoffmëschung aus flëssegem Sauerstoff a flëssegem Waasserstoff (LOX/LH2) bedriwwe ginn. Si ass momentan och déi eenzeg Rakéit weltwäit, déi mat engem LOX/LH2-Haaptdreifwierk an der éischter Stuf ouni d'Hëllef vu Feststoffboosteren vun der Äerd ofhiewe kann (vgl. dozou am Géigesaz déi europäesch Ariane 5 an déi japanesch H-II). Berechnungen erginn souguer, datt déi éischt Stuf vun der Delta IV theoreetesch ouni d'Hëllef vun der zweeter Stuf eng kleng Notzlascht an eng Äerdëmlafbunn transportéiere kéint, a sou als en eestufegen Dréier dénge kënnt. Dat huet an der Praxis awer keng Bedeitung, well et onwirtschaftlech ass.
Déi éischt Stuf vun der Rakéit, der Common Booster Core (CBC), gouf, am Géigesaz zu alle fréieren Delta-Versiounen, komplett nei entwéckelt. Si bilt d'Grondlag fir all Delta-IV-Versiounen, woubäi déi schwéier Heavy-Variant gläich dräi CBCs notzt (méi dozou am Delta-IV-Heavy-Artikel). Den CBC ass 40,9 m héich mat engem Duerchmiesser vu 4,88 m an huet onbetankt e Gewiicht vun zirka 24,5 Tonnen. D'Stuf huet ënnen en Tank fir flëssege Waasserstoff, an uewen en Tank fir flëssege Sauerstoff a gëtt vun engem RS-68-Dreifwierk ugedriwwen.
Dat an der éischter Stuf vun der Delta-IV-Rakéit agesat RS-68-Dreifwierk gouf vun der US-Firma Rocketdyne entwéckelt. RS-68 entstoung mam Zil, d'Dreifwierk géigeniwwer dem Space-Shuttle-Haaptdreifwierk SSME erhiewlech ze vereinfachen, fir et méi gënschteg ze fabrizéieren. Dofir gouf op d'Effizienz vum Dreifwierk verzicht. Sou goufen z. B. méi gënschteg Fabrikatiounsmethode benotzt, an et gouf enge ablativ Killung (Kuckt och: ablatiivt Hëtzeschëld) vun der Schubdüs benotzt. Dowéinst ass d'Mass vum Dreifwierk geklommen, d'Fabrikatiounskäschte sinn awer drastesch gefall. D'Dreifwierk huet eng Mass vu 6.696 kg, an huet beim Start e spezifeschen Impuls vun 3.580 Ns/kg resp. 365 s (am Vakuum 4.022 Ns/kg resp. 410 s) an entwéckelt beim Ofhiewen e Schub vun 2.891 kN (am Vakuum 3.312 kN), woumat et dat stäerkst LOX/LH2-Dreifwierk weltwäit ass. D'Leeschtung vum Dreifwierk ka vu minimal 60 % bis op maximal 102 % vum Nominalschub gereegelt ginn. En RS-68 kascht zirka 14 Milliounen US-Dollar.[1] Beim Dreifwierk handelt et sech ëm déi éischt Neientwécklung vun engem grousse Rakéitendreifwierkes an den USA zanter dem SSME virun iwwer 20 Joer.
Fir d'Verbesserung vun der Notzlaaschtkapazitéit kann déi éischt Stuf duerch méi GEM-60-Feststoffboostere verstäerkt ginn, déi eng vergréissert Versioun vun de GEM-46-Boostere vun der Delta III duerstellen. D'Boostere mat engem Gehäis aus Verbondwierkstoffer an engem Duerchmiesser vun 1,55 m gi bei Alliant Techsystems gebaut an hu beweeglech Schubdüsen, déi dem RS-68-Haaptdreifwierk bei der Steierung vun der Rakéit hëllefen. Den 29. Juni2012 war fir d'éischt eng Rakéit mat de schubvergréisserten RS-68A-Dreifwierker an hiren CBCs gestart.
Déi zweet Stuf vun der Delta IV gouf haaptsächlech aus der Delta III iwwerholl a gëtt vun engem Dreifwierk RL-10B-2 vu Pratt & Whitney ugedriwwen. D'Dreifwierk produzéiert e Schub vun 110 kN, huet e spezifeschen Impuls vu 4.532 Ns/kg resp. 462 s an ass eng Variant vum RL-10-Dreifwierk vun der Centaur-Uewerstuf, dat zudeem och eng ausfuerbar Schubdüs huet. Doduerch léisst sech d'Stuf méi liicht an d'Rakéit integréieren, bitt awer trotzdeem no der Stufentrennung an uschléissendem Ausfuere vun der Düs op déi voll Längt eng gréisser Leeschtungsfäegkeet. D'Schubdüs déi aus Kuelestofffaser-Verbondwierkstoffer besteet, gëtt bei SEP a Frankräich fabrizéiert. D'Stuf ënnerscheet sech vun der Centaur och duduerch, datt hir Tanken d'Stabilitéit och ouni eng Drockbeopschloung beleeën, wat bei der Centaur net de Fall ass. D'Stuf ass fir all Versioune vun der Rakéitefamill praktesch identesch an ënnerscheet sech nëmmen am Duerchmiesser an an der Dreifstoffkapazitéit. Sou gëtt et déi kleng Stuf mat 4 m Duerchmiesser, 20.410 kg Dreifstoffzouluedung an ongeféier 850 s total Brennzäit souwéi déi méi grouss Stuf, där hire Sauerstofftank ëm ronn 0,5 m verlängert ass an déi e Waasserstofftank mat engem Duerchmiesser vu 5 m huet. Déi Variant vun der Stuf kann 27.200 kg Dreifstoff ophuelen an erlaabt eng total Brennzäit vun iwwer 1125 s.
D'Delta IV Medium an d'Delta IV Medium+ (4,2) benotzen eng Notzlaaschtverkleedung mat 4 Meter Duerchmiesser aus Verbondmaterialien. Si ass 11,75 m héich, vun deene 6,93 m de volle baussenzegen Duerchmiesser vu 4 m hunn. Am zylindreschen Deel huet si 3,75 m bannenzegen Duerchmiesser. De Rescht vun der Längt besteet aus der kegelfërmeger Spëtzt.
D'Delta IV Medium+ (5,2) an d'Delta IV Medium+ (5,4) benotzen eng Notzlaaschtverkleedung mat 5 Meter Duerchmiesser aus Verbondmaterialien. Si ass 14,34 m héich, vun deenen 8,32 m de volle baussenzegen Duerchmiesser vu 5 m hunn. Am zylindreschen Deel huet si 4,57 m bannenzegen Duerchmiesser. De Rescht vun der Längt besteet aus der kegelfërmeger Spëtzt.
Startkomplexer fir d'Delta IV sinn souwuel op der Cape Canaveral AFS wéi och op der Vandenberg AFB disponibel. Zu Cape Canaveral gëtt d'Rakéit an Orbitte mat schréie Wénkele vun 42° bis 110° vun der Ramp LC-37B gestart, déi schonn an den 1960er fir onbemannt Saturn I- a Saturn-IB-Starte gebraucht goufen. Zu Vandenberg start d'Rakéit vum Startkomplex SLC-6, dee fréier fir Starte vum MOL-Programm opgeriicht gouf a spéider sollt d'Startramp fir de Space Shuttle ginn. Vu Vandenberg aus si Bunnschréie vun 151° bis 210° disponibel. Den Zesummebau an d'Virbereedung vun der Rakéit ginn horizontal an enger Montagehall (HIF – Horizontal Integration Facility) gemaaach. Virum Start gëtt si mat Hëllef vum FPE (Fixed Pad Erector) op der Startramp vertikal opgeriicht. D'Montage vun de Feststoffboosteren an der Notzlaascht geschitt vertikal op der Startramp. D'Rakéit gëtt am Alabama fabrizéiert a mam SchëffDelta Mariner op d'Startplaz transportéiert.
De 25. Juni2003 gouf bekannt, datt Boeing Abléck a vertraulech Akte vu senge Konkurrenten Lockheed Martin hat an hir Präiskalkulatioun kannt huet. Als Folleg krut Boeing am Juli 2003 vun 20 scho bestallte Flich der siwen entzunn déi du Lockheed Martin zougesprach goufen. Och war d'Virrecht entfall, als eenzeg Firma vu Vandenberg aus Satellitten an den Orbit ze bréngen.
Eng Delta IV Medium+ 4,2 op der Startramp 37 zu Cape Canaveral, mam WiedersatellitGOES-N
Ufanks war och eng Small-Rei geplangt, déi eng CBC-Éischtstuf mam RS-68-Dreifwierk an als zweet Stuf d'Delta K vun der Delta II-Rakéit benotze sollt. Nieft dëser éischter Versioun sollt et och nach eng zweet Small-Versioun mat enger zousätzlecher Star-48B-Drëttstuf ginn. Dës sollt no de Pläng 2200 kg an d'Geostationär Transferbunn oder 1860 kg op Fluchtvitess brénge kënnen. Béid Versioune goufen awer gestrach.
Eng Delta IV vun der Medium-Rei besteet aus enger CBC-Éischtstuf mam RS-68-Dreifwierk an der zweeter Stuf mam RL-10B2-Dreifwierk. Dobäi ginn an Ofhängegkeet vun der Notzlaascht, déi transportéiert soll ginn, verschidden Notzlaaschtverkleedunge gebraucht. Ausserdeem kënne fir d'Vergréisserung vun der Notzlaaschtkapazitéit kleng Feststoffboosteren (GEM-60) un d'éischt Stuf vun der Rakéit ugemaach ginn. Duerch d'Variatioune vun de Notzlaaschtverkleedungen a vun der Zuel vun de Feststoffboosteren entstinn am Ganze véier verschidde Medium-Versiounen, mat deenen Notzlaaschte vun ënnerschiddlecher Mass an Duerchmiesser flexibel gestart kënne ginn.
Déi eenzel Versioune vun der Medium-Rei sinn:
Notzlaaschtverkleedung enger Delta IV Medium+ (4,2)Delta IV Medium – huet eng Notzlaaschtverkleedung vu 4 m Duerchmiesser a keng Feststoffboosteren. D'Notzlaaschtkapazitéit läit bei 8120 kg fir eng niddreg Ëmlafbunn a bei 4210 kg fir e Geotransfer-Orbit. Den éischte Start war den 11. Mäerz2003.
Delta IV Medium+ (4,2) – ënnerscheet sech vun der Medium-Grondversioun nëmmen duerch zwou zousätzlech GEM-60-Booster, woumat d'Notzlaaschtkapazitéit fir e niddregen Orbit op 10.430 kg klëmmt a fir e Geotransfer-Orbit op 5845 kg. Den éischte Start vun dëser Versioun war den 20. November2002 a war zugläich den éischte Start vun enger Delta IV iwwerhapt.
Delta IV Medium+ (5,2) – ënnerscheet sech vun der Delta Medium+ (4,2) duerch eng Notzlaaschtverkleedung vu 5 m Duerchmiesser an eng eppes méi héich Dreifstoffkapazitéit vun der zweeter Stuf. Wéinst der méi schwéierer Notzlaaschtverkleedung fällt d'Notzlaaschtkapazitéit am Verglach zu der Medium+ (4,2) op 7980 kg fir e niddregen Orbit an 4640 kg fir e Geotransfer-Orbit. Den éischte Start war den 3. Abrëll2012.
Delta IV Medium+ (5,4) – ass déi stäerkste Versioun vun der Mediumrei an ënnerscheet sech vun der Medium+ (5,2) duerch zwee weider GEM-60-Booster, woumat d'Zuel vun de Boosteren op véier klëmmt. D'Notzlaaschtkapazitéit läit bei 11.425 kg fir eng niddreg Ëmlafbunn a bei 6565 kg fir en Geotransfer-Orbit. Dës Versioun gouf fir d'éischt de 5. Dezember2009 mam militäresche Kommunikatiounssatellit WGS-3 gestart.
Fir schwéier Spionagesatellitten ze starten an dobäi déi deier Titan-IV-Rakéit z'ersetzen, sollt eng Schwéiertransportvariant vun der Delta IV, bekannt ënner der Bezeechnung Delta IV Heavy, entwéckelt ginn. Si sollt relativ gënschteg hierzestellen an ze bedreiwe sinn souwéi eng héich Zouverlässegkeet hunn, fir déi bis zu 1 Milliarden Dollar deier Militärsatellitte starten ze kënnen.
Delta IV Heavy bei der Dreifwierkszündung (Vandenberg AFB, 2011)
D'Delta IV Heavy besteet aus dräi CBCs, woubäi een CBC d'Zentralstuf bilt an déi aner zwou riets a lénks dovu festgemaach sinn. Déi zweet Stuf gëtt vun engem RL-10B2-Dreifwierk ugedriwwen an dréit eng Notzlaaschtverkleedung mat 5 m Duerchmiesser. Beim Start ginn allen dräi CBCs gläichzäiteg gezünnt, woubäi d'Rakéit ganz lues opklëmmt an zirka 10 Sekonne braucht, fir de Starttuerm ze passéieren. No kuerzer Zäit gëtt d'RS-68-Dreifwierk vun der Zentralstuf op 60 % vum Schub reduzéiert, wougéint d'Dreifwierker vun de béiden zousätzlechen CBCs mat 102 % vum Schub weiderschaffen. Domat gëtt erreecht, datt den Dreifstoff vun den zousätzlechen CBCs méi séier zu Enn geet, sou datt si no zirka 4 Minutte Fluch eidel sinn an ofgeworf kënne ginn. Dono gëtt d'Notzlaascht vun der Zentralstuf nees acceleréiert, bis och si komplett ausgebrannt ass. Uschléissend iwwerhëlt déi zweet Stuf d'Acceleratioun, fir d'Notzlaascht op d'Zilëmlafbunn ze bréngen.
D'Delta IV Heavy ass 71 m héich an huet e Gewiicht beim Start vu 717 t. Hir dräi gebëndelt CBCs entwéckele en totale Schub vun 8.847 kN. D'Notzlaaschtkapazitéit gëtt mat 23.000 kg fir eng niddreg Ëmlafbunn a mat 13.130 kg fir e Geotransfer-Orbit uginn. Mat de schubgesteigerten RS-68A-Dreifwierker klëmmt d'Notzlaaschtkapazitéit an de GTO weider op 14.560 kg.[3] D'Delta IV Heavy mam alen RS-68 bréngt ongeféier 10.000 kg op eng Moundtransferbunn an zirka 8000 kg op eng Marstransferbunn. Domat ass Delta IV Heavy mat de neien RS-68A-Dreifwierker déi am Ament zweetstäerksten US-Rakéit, wou am Asaz steet (d'Moundrakéit Saturn V war vill méi schwéier a méi staark, gëtt awer net méi fabrizéiert) an iwwertrëfft an hire Leeschtungsdaten souwuel déi neiste Europa-Rakéit Ariane 5 ECA wéi och de russesche Schwéierlaaschtdréier Proton-M. Déi an Erprouwung gesate Falcon Heavy bitt dogéint mat 26.700 kg eng méi héich GTO-Notzlaaschtkapazitéit wéi d'Delta IV Heavy mat RS-68,[4] genee wéi déi zukünfteg Angara-A5 mat 24.500 kg.
D'Verbondnotzlaadchtverkleedung ass knapps 19,1 m héich, vun deenen 13,07 m de volle bausenzegen Duerchmiesser vu 5 m huet. Am zylindreschen Deel huet si 4,57 m bannenzegen Duerchmiesser. De Rescht vun der Längt besteet aus der Sëtzt vun der Rakeit.
D'Metallnotzlaaschtverkleedung ass 19,81 m héich, vun deenen 13,76 m de volle baussenzegen Duerchmiesser vum 5 m huet. Am zylindreschen Deel huet si 4,57 m bannenzegen Duerchmiesser. De Rescht vun der Längt besteet aus azs der Spëtzt a Form vun engem uewen ofgerënnten Duebelkegel. Dës Notzlaaschtverkleedung huet sech beim Ofworf gespléck.
Den éischte Start vun der Delta IV Heavy war den 21. Dezember2004, 21:50 UTC zu Cape Canaveral, woubäi sech nëmmen eng 6 Tonne schwéier Satellittenattrapp souwéi zwéi vu Studente gebaut "Testsatellitten" vu jee 15 kg u Bord waren. Well Boeing fir den éischte Start keen zuelende Ckient fanne konnt, hat d'USAF den éischten Teststart vun der Rakéit fir eng Zomm, déi ongeféier tëscht 140 an 170 Milliounen Dollar louch, kaf. De Start war awer net wéi geplangt verlaf: Souwuel déi béid Boostere wéi och d'Zentralstuf haten hir Dreifwierker eppes ze fréi ofgeschalt, sou datt d'Notzlaascht an enger ze niddreger Ëmlafbunn ausgesat gouf. Als Grond gouf nodréiglech d'Bildung vu Blosen duerch Kavitatioun am Sauerstofftank identifizéiert, wouduerch d'Dreifstoffsensoren virzäiteg gemellt haten, datt d'Tanken eidel wären. Trotzdeem hat Boeing den éischte Start als Erfolleg ugesinn, well all d'Phase vum Fluch erfolgräich getest goufen.
Delta-IV-Famill mat enger hypothetescher zukünfteger Heavy-Variant mat siewe Common Booster Cores
Well de Satellittestartemaart sech eng zäitlaang lues entwéckelt hat, goufen d'Starte fir kommerziell Notzlaaschte vun den Delta-IV-Medium- an -Heavy-Variante gedeckt. Besonnesch d'Delta IV Heavy ass sou staark a sou deier, datt fir si keng kommerziell Notzlaaschten um Maart méi ze fanne sinn, sou datt si nëmme fir Starte vu schwéiere Spionagesatellitte benotzt ka ginn. Mëttlerweile bitt Boeing d'Delta IV net um kommerzielle Maart un, mä konzentréiert sech op déi lukrativ Regierungsopträg. Am Joer 2005 hu sech Boeing a Lockheed Martin zu der kollektiver Entreprise United Launch Alliance (ULA) zesummegeschloss. ULA ass haaptsächlech fir Startopträg vun der US-Regierung aktiv. Bis zu der Zertifizéierung vun der Falcon 9 war ULA an dësem Beräich praktesch Monopolist, well all Ausschreiwunge vun der US-Regierung fir Satellittentransport d'Bedéngung haten, datt déit liewerend Entreprise an den USA sëtze muss. Aner Ubidder an den USA hate keng Rakéiten, déi sou grouss Notzlaaschten transportéiere kënnen. Als Folleg hu sech d'Startpräisser fir déi nächst Bestellung bal verduebelt, an d'Käschte fir den EELV-Programm sinn ëm 14,44 Milliarden US-Dollar geklomm.
D'Delta IV soll 2019 hire leschte Fluch maachen, wärend d'Delta IV Heavy nach fir weider Jore gebaut gëtt.[5] Béid solle vun der neier Vulcan ofgeléist ginn.
.jpg)
