Delta (ракета-носьбіт)

Delta
Ракеты ад Delta II да Delta IV
Агульныя звесткі
Краіна	ЗША
Прызначэнне	ракета-носьбіт
Распрацоўшчык	Douglas Aircraft Company McDonnell Douglas Boeing
Вытворца	United Launch Alliance (Boeing)
Асноўныя характарыстыкі
Колькасць ступеней	2-3
Даўжыня	30—72 м
Дыяметр	2,44—5 м
Стартавая маса	53—733 Т
Гісторыя запускаў
Стан	Эксплуатуецца
Першы запуск	13 мая 1960

«Дэльта» (англ.: Delta) — сямейства амерыканскіх аднаразовых ракет-носьбітаў, якія эксплуатуюцца з 1960 года. Японія таксама выпускала ліцэнзійныя версіі ракеты (N-I, N-II і H-I) з 1975 па 1992 год. Агулам было запушчана больш за 300 ракет Delta з 95% паспяховасцю. Вытворчасць ракет серыі была спынена на карысць Vulcan Centaur, і па стане на жнівень 2023 года ў эксплуатацыі застаецца толькі Delta IV Heavy.

У арыгінальных ракетах Дэльта ў якасці першай ступені выкарыстоўвалася мадыфікаваная версія PGM-17 Thor (Тор), першай балістычнай ракеты, разгорнутай ВПС ЗША. Тор быў распрацаваны ў сярэдзіне 1950-х гадоў з мэтай патэнцыйнай атакі Масквы з баз у Вялікабрытаніі або іншых саюзных краінах, яго першы цалкам паспяховы запуск адбыўся ў верасні 1957 года. Неўзабаве пачаліся палёты спадарожнікаў і касмічных зондаў з выкарыстаннем першай ступені Тора з некалькімі рознымі верхнімі ступенямі. Чацвёрты варыянт верхняй ступені Тора называўся Тор "Дэльта", што адпавядае чацвёртай літары грэчаскага алфавіту. У рэшце рэшт усю ракету-носьбіт «Тор-Дэльта» сталі называць проста «Дэльта».^[1][2]

NASA планавала Дэльту як «часовую ўніверсальную ракету», якая будзе выкарыстоўвацца для запускаў спадарожнікаў сувязі, метэаралагічных, навуковых, а таксама месячных зондаў у 1960—1961 гадах. Планавалася яе замяніць на больш дасканалую ракету, калі тая будзе распрацаваная. З гэтага моманту сямейства ракет-носьбітаў было падзелена на грамадзянскія варыянты, якія запускаліся з мыса Канаверал, і насілі імя Дэльта, і ваенныя варыянты, якія запускаліся з базы ВПС Вандэнберг (VAFB), і выкарыстоўвалі назву Тор. Канструкцыя Дэльты мела прыярытэтам надзейнасць над эфектыўнасцю, цягам распрацоўкі замяняючы ненадзейныя элементы выяўленыя па выніках запускаў Тора; у прыватнасці, схільную да праблем сістэму інерцыйнага навядзення замянілі наземнай радыёсістэмай навядзення, якая была ўсталяваная на другой ступені замест першай. NASA заключыла першы кантракт з Douglas Aircraft Company у красавіку 1959 года на 12 ракет наступнай канструкцыі:

• Першая ступень: Мадыфікаваны Тор з групай рухавікоў Block I MB-3, якая складаецца з аднаго галоўнага рухавіка Rocketdyne LR-79 і двух падрульваючых рухавікоў Rocketdyne LR-101 для кіравання нахілам, агульнай цягай 683 кН, з улікам выхлапа паліўнага турбонасоса.
• Другая ступень: Мадыфікаваны разгонны блок Able з рухавіком Aerojet AJ-10-118 з магутнасцю 34 кН, паліўнай парай ндмг/азотная кіслата, і ціскавай падачай паліва. Стварэнне гэтага надзейнага рухавіка каштавала 4 мільёны долараў ЗША, і ён дагэтуль эксплуатуецца, хаця і ў змененым выглядзе. Таксама на ступень была дадана сістэма кіравання вектарам выхлапа.
• Трэццяя ступень: Стабілізавалася кручэннем (праз паваротную платформу на верхняй частцы Able) да 100 абаротаў ў хвіліну з дапамогай двух цвёрдапаліўных ракетных рухавікоў перад аддзяленнем. Адзін цвёрдапаліўны ракетны рухавік ABL X-248 забяспечваў 12 кН цягі на працягу 28 секунд. Ступень важыла 230 кг, і была пабудаваная у асноўным з шкловалакна.

Гэтыя ракеты маглі адправіць 290 кг на нізкую апорную арбіту з параметрамі 240 x 370 км або 45 кг на геапераходную арбіту. Адзінаццаць з дванаццаці першых палётаў Delta былі паспяховымі. Высокі поспех, дасягнуты Delta, кантрастуе з бясконцым парадам няўдач, якія пераследвалі запускі Thor на Заходнім узбярэжжы. Агульны кошт распрацоўкі і запуску праекта склаў 43 мільёны долараў ЗША, што было на 3 мільёны долараў больш бюджэта. Да 1962 года быў зроблены заказ на яшчэ 14 ракет.

• Гады эксплуатацыі — 1962.
• Колькасць пускаў — 2.
• Маса на арбіту вышынёй 360 км — 317 кг.
• 1-я ступень — Тор DM-1 вышынёй 18,2 м з рухавіком МВ-3-2^[3], новае газавае паліва RJ-1, скарочаны на 1,67 м верхні перахаднік з меншай на 180 кг канструктыўнай масай.
• 2-я ступень — рухавік AJ10-118 цягай 3,4 т і часам працы 120 с.
• 3-я ступень — цвердапаліўны рухавік Х-248-А5D цягай 1,24 т і часам працы 38 с.
• Сістэма навядзення — радыёінэрцыйная, серыі BTL-300.

• Гады эксплуатацыі — 1962—1964.
• Колькасць пускаў — 9.
• Маса на арбіту вышынёй 360 км — 376 кг.^[4]
• 1-я ступень — Тор DM-21
• 2-я ступень — рухавік AJ10-118D цягай 3,43 т і часам працы 170 с. Зменены габарыты ступені.
• 3-я ступень — цвердапаліўны рухавік Х-248-А5DM даўжынёй 1,5 м, дыяметрам 0,45 м, масай 240 кг з цягай 1,25 т і часам працы 42 с.
• Сістэма навядзення — радыёінэрцыйная, серыі BTL-600.

• Гады эксплуатацыі — 1963—1969.
• Колькасць пускаў — 13.
• Маса на арбіту вышынёй 360 км — 407 кг.
• 1-я ступень — Тор DM-21
• 2-я ступень — рухавік AJ10-118D
• 3-я ступень — цвердапаліўны рухавік Х-248.
• Сістэма навядзення — радыёінэрцыйная, серыі BTL-600.

• Гады эксплуатацыі — 1964—1965.
• Колькасць пускаў — 2.
• Маса на арбіту вышынёй 360 км — 575 кг.
• 1-я ступень — рухавік МВ-3-3 цягай 77 т
• 2-я ступень — рухавік AJ10-118D
• 3-я ступень — цвердапаліўны рухавік Х-258.
• Сістэма навядзення — радыёінэрцыйная, серыі BTL-600.

• Гады эксплуатацыі — 1965—1971.
• Колькасць пускаў — 23.
• Маса на арбіту вышынёй 360 км — 734 кг.
• 1-я ступень — рухавік МВ-3-3 цягай 77 т
• 2-я ступень — рухавік AJ10-118E (павялічаная магутнасць да 3,53 т і працягласць працы да 400 с)
• 3-я ступень — цвердапаліўны рухавік Х-258.
• Паскаральнікі — тры Castor (ці Castor-2 цягай 25 т).
• Сістэма навядзення — радыёінэрцыйная, серыі BTL-600.

Delta G была Delta E без трэцяй ступені.

• Гады эксплуатацыі — 1966—1967.
• Колькасць пускаў — 2.
• Маса на арбіту вышынёй 360 км — 592 кг.

Delta J выкарыстоўвала большы рухавік Thiokol Star 37D у якасці трэцяй ступені.

• Гады эксплуатацыі — 1968.
• Колькасць пускаў — 1.
• Маса на арбіту вышынёй 360 км — 818 кг.

• Гады эксплуатацыі — 1969—1972.
• Колькасць пускаў — 3.

• Гады эксплуатацыі — 1968—1970.
• Колькасць пускаў — 12.
• Маса на арбіту вышынёй 360 км — 700 кг.
• 1-я ступень — рухавік МВ-3-3 цягай 77 т
• 2-я ступень — рухавік AJ10-118E
• 3-я ступень — цвердапаліўны рухавік Star 37D.
• Паскаральнікі — тры Castor-2 цягай 25 т.
• Сістэма навядзення — радыёінэрцыйная, серыі BTL-600.

Delta N была варыянтам Delta M без трэццяй ступені.

З 1969 па 1978 год (уключна) Тор-Дэльта была самай часта запусканай ракетай НАСА з 84 спробамі запуску.^[5] З 84 спроб запуску няўдалых або часткова няўдалых было сем, што адпавядае 91,6% поспеху.^[6]

Delta была паспяховай ракетай-носьбітам, але яна таксама ўнесла значны ўклад у пашырэнне арбітальнага смецця, паколькі варыянты ракеты з 1970-х гадоў быў схільныя выбухаць на арбіце. Восем другіх ступеней Delta, запушчаных паміж 1973 і 1981 гадамі, былі ўдзельнікамі фрагментацыйных здарэнняў у 1973—1991 гадах. Даследаванні паказалі, што здарэнні былі выкліканы астаткамі паліва ў баках. Прырода паліва і цеплавое асяроддзе, у якім знаходзіліся закінутыя ракеты, рабілі выбухі непазбежнымі. Спальванне астаткаў паліва пачалі выконваць з 1981 году, і пасля гэтага не было выяўлена фрагментацыйных здарэнняў з ракетамі, што рабілі гэтую працэдуру. Тым часам Delta, запушчаная ў 1960-я, мела фрагментацыйнае здарэнне аж праз 50 гадоў пасля запуску.^[7]

У 1972 годзе McDonnell Douglas увёў чатырохзначную сістэму нумарацыі, каб замяніць сістэму наймення літарамі. Новая сістэма лепей адлюстроўвала розныя змены і ўдасканаленні ракет Delta і з ёй знікала праблема хуткага сканчэння алфавіту. Лічбы вызначалі (1) тып бака і галоўнага рухавіка, (2) колькасць цвердапаліўных ракетных паскаральнікаў, (3) другую ступень (літары ў наступнай табліцы адносяцца да рухавіка) і (4) трэцюю ступень:^[8]

Delta 0100 была версіяй ракеты з самым першым варыянтам першай ступені, Long Tank Thor, версіі ракеты Thor з павялічанымі паліўнымі бакамі. Ліцэнзійная версія ступені Long Tank Thor з рухавіком MB-3 таксама выкарыстоўвалася для японскай ракеты-носьбіту N-I.

Delta 1000 спалучала першую ступень Extended Long Tank з абцякальнікам карыснай нагрузкі дыяметрам 2,4 м, да дзевяці Castor 2 і новай другой ступенню Delta P з рухавіком TRW ТР-201. Грузападымальнасць павялічана да 1835 кг для НАА або 635 кг для ГПА. Таксама ступень Extended Long Tank Thor выкарыстоўвалася ў японскіх ракетах-носьбітах N-II і H-I.

Delta 2000 мела новы галоўны рухавік Rocketdyne RS-27 на першай ступені Extended Long Tank.

Delta 3000 аб’яднала тую ж першую ступень, што і мадэлі 1000 і 2000, з мадэрнізаванымі цвердапаліўнымі паскаральнікамі Castor 4 і стала апошняй мадэллю Delta, дзе выкарыстоўвалася другая ступень Delta P з рухавіком TRW TR-201. Delta 3000 атрымала цвёрдапаліўны рухавік Star 48B, які пазней быў выкарыстаны ў якасці трэцяй ступені Delta II. Delta 3000 магла адпраўляць карысную нагрузку да 954 кг на геапераходную арбіту.^[9]

Delta 4000 і 5000 былі распрацаваны пасля катастрофы шатла Challenger і складаліся з камбінацыі кампанентаў мадэляў 3000 і Delta-II. Першая ступень мела рухавік MB-3 і Extended Long Tank ад мадэлі 3000 і ўсталяваныя мадэрнізаваныя паскаральнікі Castor 4A. Таксама была распрацавана новая другая ступень Delta K.

Delta 5000 мела мадэрнізаваныя рухавікі Castor 4A на першай ступені Extended Long Tank з новым галоўным рухавіком RS-27.

Delta II была распрацавана пасля катастрофы шатла Challenger у 1986 годзе і складалася з мадэлей Delta 6000 і 7000, з двума варыянтамі (Lite і Heavy) апошняй.

Delta 6000 атрымала першую ступень Extra Extended Long Tank, якая была на 3 метры даўжэйшай за мінулую мадэль, і паскаральнікі Castor 4A. Шэсць паскаральнікаў уключаліся пры ўзлёце і тры пазней у паветры.

Delta 7000 атрымала рухавік RS-27A, які быў мадыфікаваны для падвышэння эфектыўнасці на вялікіх вышынях, а таксама больш лёгкія і магутныя цвердапаліўныя паскаральнікі GEM-40.

Delta III 8000 была сумеснай распрацоўкай McDonnell Douglas і Boeing, каб ісці ў нагу з ростам масы спадарожнікаў:

• Дзве верхнія ступені з нізкаэфектыўным палівам былі заменены адной крыягеннай ступенню, што палепшыла эфектыўнасць і спрасціла абслугоўванне. Рухавіком быў адзіны Pratt & Whitney RL10, ад верхняй ступені Centaur. Вадародны паліўны бак дыяметрам 4 метры з аранжавай ізаляцыяй адкрыты; больш вузкі кіслародны бак і рухавік схаваны пад абцякальнікам. Паліўны бак распрацаваны Mitsubishi і зроблены па тэхналогіях японскай ракеты-носьбіта H-II.
• Для таго, каб ракета была карацейшай і больш устойлівай да бакавога ветру, газавы бак першай ступені быў пашыраны і скарочаны, атрымаўшы такі ж дыяметр як і ў верхняй ступені і абцякальніка.
• Было прымацавана дзевяць павялічаных цвёрдапаліўных паскаральнікаў GEM-46. Тры мелі рэгуляванне вектара цягі.

З трох палётаў Delta III першыя два былі няўдалымі, а трэці нёс толькі інэртны груз.^[10]

У рамках праграмы ВПС Evolved Expendable Launch Vehicle (EELV), McDonnell Douglas / Boeing прапанавалі Delta IV. Многія кампаненты і тэхналогіі былі ўзяты з існуючых ракет.

• Першая ступень перайшла на вадкае вадароднае паліва. Тэхналогіі бакаў узяты з верхняй ступені Delta III, але пашыраны да 5-метровага дыяметру.^[11]
• Газавы рухавік заменены Rocketdyne RS-68, першым новым вялікім ракетным рухавіком на вадкім паліве, распрацаваным у Злучаных Штатах з часоў галоўнага рухавіка касмічнага шатла (SSME) у 70-х гадах.^[12] Разлічаны на нізкі кошт, ён мае ніжэйшы ціск у камеры згарання і ніжэйшую эфектыўнасць, чым SSME, але і значна больш простае сопла. Камера спальвання і верхняя частка сопла маюць канструкцыю з каналамі ў сценке, для астуджэння камеры палівам. Ніжняя частка сопла астуджаецца абляцыйна.
• Другая ступень і абцякальнік узяты з Delta III у меншых мадэлях (Delta IV Medium) і пашыраны да 5 метраў у мадэлях Medium+ і Heavy.
• Мадэлі Medium+ маюць два ці чатыры цвердапаліўныя паскаральнікі GEM 60.^[13]

Першая ступень Delta IV называецца Common Booster Core (CBC). Delta IV Heavy прымацоўвае два дадатковыя CBC з бакоў першай ступені ў якасці паскаральнікаў.

• Форсайт, Кевін С. (2002) Delta: The Ultimate Thor, у Roger Launius і Dennis Jenkins (Eds. ), To Reach The High Frontier: A History of US Launch Vehicles, Lexington: University Press of Kentucky,ISBN 0-8131-2245-7