Дельта ракеталарының отбасысы

Кіріспе

Ракеталар отбасы

Дельта ракеталар отбасы – 1960 жылдан 2024 жылға дейін АҚШ-та ғарышқа ұшыру қабілетін қамтамасыз еткен, американдық ракеталық қуатпен жұмыс істейтін, бір реттік пайдаланылатын ұшыру жүйелерінің әмбебап диапазоны. Жапония да 1975-1992 жылдар аралығында лицензия бойынша жасалған (N I, N II және H I) нұсқаларын ұшырды. 300-ден астам Дельта ракетасы 95% сәттілікпен ұшырылды. Бұл серия Vulcan Centaur пайдасына тоқтатылды, соңғы Delta IV Heavy ракетасы 2024 жылдың 9 сәуірінде ұшырылды.

Шығу тегі

Дельта зымыраларының алғашқы сатысы АҚШ Әуе күштері (USAF) қолданған алғашқы баллистикалық зымыра – PGM 17 Thor-дың модификацияланған нұсқасын пайдаланды. "Тор" 1950 жылдардың ортасында Ұлыбританиядағы немесе оған ұқсас одақтас елдердегі базалардан Мәскеуге жету үшін жобаланды, ал алғашқы сәтті "Тор" ұшырылымы 1957 жылдың қыркүйегінде өтті. Одан кейін бірнеше түрлі жоғарғы сатылары бар "Тор" бірінші сатысын қолдана отырып, спутниктік және ғарыш зондтарының ұшулары жасалды. "Тордың" төртінші жоғарғы сатысы грек әліпбиінің төртінші әрпіне сәйкес "Дельта" Thor деп аталды. Соңында, "Тор-Дельта" ұшыру құралы жай ғана "Дельта" деп аталды. NASA "Дельтаны" 1960 және 1961 жылдары "коммуникация, метеорологиялық және ғылыми спутниктер мен айды зерттеу үшін қолданылатын" "жалпы мақсаттағы аралық құрылғы" ретінде қарастырды. Жоспар бойынша, жаңа реактивтік құрылғылар іске қосылғаннан кейін "Дельта" ауыстырылуы керек еді. Осы кезден бастап ұшыру құралдары отбасы Капе-Канавералдан ұшырылатын азаматтық нұсқаларға бөлінді, олар "Дельта" атауын алды, ал Ванденберг әуе күштері базасынан (VAFB) ұшырылатын әскери нұсқалар "Тор" атауын қолданды. "Дельта" дизайны бұрынғы "Тор" ұшуларында проблема тудырған компоненттерді ауыстыру арқылы өнімділікке қарағанда сенімділікке басымдық берді; атап айтқанда, AC Spark Plug жасаған, қиындықтарға ұшыраған инерциялық басқару жүйесі бірінші сатының орнына екінші сатыға орнатылған радиожерлік басқару жүйесімен ауыстырылды. NASA 1959 жылдың сәуір айында Дуглас Aircraft Company компаниясына осындай 12 конструкциялы көлікке арналған "Дельта" келісімшартын жасады:
1-ші саты: Модификацияланған Thor IRBM, бір Rocketdyne LR 79 негізгі қозғалтқышы және екі Rocketdyne LR 101 верниерлік қозғалтқыштары бар Block I MB 3 қозғалтқыш тобы, LOX/RP1 турбосоруымен қоса, жалпы итермелі күшін қамтамасыз етеді. 2-ші саты: Модификацияланған Able. Қысыммен берілетін UDMH/азот қышқылымен жұмыс істейтін Aerojet AJ 10-118 қозғалтқышы. Бұл сенімді қозғалтқыштың құны 4 миллион АҚШ долларына жетті және бүгінгі күні өзгертілген түрінде де қолданылуда. Газдық реактивтік басқару жүйесі. 3-ші саты: Altair. Able үстіне орналасқан айналмалы үстел арқылы екі қатты ракеталық қозғалтқышпен 100 айналым/мин жылдамдықпен айналып тұрақтандырылды. Бір ABL X 248 қатты ракеталық қозғалтқышы 28 секунд бойы итермелі күшті қамтамасыз етеді. Сатының салмағы және оның көп бөлігі шыны талшықтан жасалған. Бұл көліктер LEO-ға немесе GTO-ға пайдалы жүктерді жеткізе алады. "Дельтаның" алғашқы он екі ұшуының он бірі сәтті аяқталды, ал 1968 жылға дейін ұшырудың алғашқы екі минутында ешқандай сәтсіздік тіркелген жоқ. "Дельтаның" жоғары жетістігі Батыс жағалауындағы "Тор" ұшыруларының үздірілмейтін сәтсіздіктерімен қатар келді. Жобаны әзірлеу және ұшырудың жалпы құны 43 миллион АҚШ долларын құрады, бұл бюджеттен 3 миллион АҚШ доллары артық. 1962 жылға дейін тағы 14 көлікке тапсырыс берілді.

The original Delta rockets used a modified version of the PGM 17 Thor, the first ballistic missile deployed by the United States Air Force (USAF), as their first stage. The Thor had been designed in the mid 1950s to reach Moscow from bases in Britain or similar allied nations, and the first wholly successful Thor launch had occurred in September 1957. Subsequent satellite and space probe flights soon followed, using a Thor first stage with several different upper stages. The fourth upper stage combination of the Thor was named the Thor "Delta", reflecting the fourth letter of the Greek alphabet. Eventually the entire Thor–Delta launch vehicle came to be called simply "Delta". NASA intended Delta as "an interim general purpose vehicle" to be "used for communication, meteorological, and scientific satellites and lunar probes during 1960 and 1961". The plan was to replace Delta with other rocket designs when they came on line. From this point onward, the launch vehicle family was split into civilian variants flown from Cape Canaveral, which bore the Delta name, and military variants flown from Vandenberg Air Force Base (VAFB), which used the more warlike Thor name. The Delta design emphasized reliability rather than performance by replacing components that had caused problems on earlier Thor flights; in particular, the trouble prone inertial guidance package made by AC Spark Plug was replaced by a radio ground guidance system, which was mounted to the second stage instead of the first. NASA made the original Delta contract to the Douglas Aircraft Company in April 1959 for 12 vehicles of this design:
Stage 1: Modified Thor IRBM with a Block I MB 3 engine group consisting of one Rocketdyne LR 79 main engine and two Rocketdyne LR 101 vernier thrusters for roll control, producing a total of thrust, including LOX/RP1 turbopump exhaust. Stage 2: Modified Able. Pressure fed UDMH/nitric acid powered Aerojet AJ 10 118 engine producing This reliable engine cost US$4 million to build and is still flying in modified form today. Gas jet attitude control system. Stage 3: Altair. A spin stabilized (via a turntable on top of the Able) at 100 rpm by two solid rocket motors before separation. One ABL X 248 solid rocket motor provided of thrust for 28 seconds. The stage weighed and was largely constructed of wound fiberglass. These vehicles would be able to place into a LEO or into GTO. Eleven of the twelve initial Delta flights were successful, and until 1968, no failures occurred in the first two minutes of launch. The high degree of success achieved by Delta stood in contrast to the endless parade of failures that dogged West Coast Thor launches. The total project development and launch cost came to US$43 million, US$3 million over budget. An order for 14 more vehicles was made before 1962.

Ұшыру сенімділігі

1969 жылдан 1978 жылға дейін (қоса алғанда) Тор Дельта 84 ұшыру әрекетімен НАСА-ның ең көп пайдаланылған ұшырғышы болды. (Scout 32 рет ұшырылған екінші ең көп пайдаланылған құрылғы болды.) Басқа мемлекеттік мекемелер мен шетелдік үкіметтер үшін де спутниктер ұшырылды, олардың саны барлығы 63 спутникке жетті. 84 ұшыру әрекетінің ішінде 7 сәтсіздік немесе толық емес сәтсіздік тіркелді, бұл 91,6% табысқа жеткендік көрсеткіші. Дельта ұшырулар сәтті аяқталды, бірақ 1970 жылдары қолданылған түрі орбитадағы жарылыстарға бейім болғандықтан, орбиталық қоқыстардың қалыптасуына да маңызды үлес қосты. 1973 және 1981 жылдар аралығында ұшырылған сегіз Delta екінші сатысы 1973 және 1991 жылдар аралығында бөлшектену оқиғаларына қатысты, әдетте ұшырылғаннан кейінгі алғашқы 3 жылда, бірақ кейбіреулері 10 немесе одан да көп жылдардан кейін бөлініп кетті. Зерттеулер көрсеткендей, жарылыстардың себебі отынды тоқтатудан кейін қалған майға отынның әсері болды. Отынның сипаты және тастап кетілген зымырандардың жылулық ортасы жарылыстардың болуын анықтады. 1981 жылы отынды толық жағу процесі басталды, содан кейін ұшырылған зымырандарда бөлшектену оқиғалары анықталған жоқ. 1970 жылдарғы түрінен бұрын ұшырылған Delta зымырандары ұшырылғаннан кейін 50 жыл өткен соң да бөлшектену оқиғаларына ұшырады.

Delta II (6000-серия және 7000-серия)

Delta II сериясы 1986 жылғы Challenger апатынан кейін жасалды және Delta 6000 сериясы мен 7000 сериясынан тұрды, соңғысының екі түрі болды (Lite және Heavy). Delta 6000 сериясы 3,66 метрге ұзартылған Extra Extended Long Tank бірінші сатысын және Castor 4A күшейткіштерін енгізді. Алты SRB ұшырылғанда, ал үшi әуеде жанып, жұмыс істеді. Delta 7000 сериясы жоғары биіктікте тиімділікке қарай модификацияланған RS 27A негізгі қозғалтқышын және Hercules компаниясының жеңіл және қуатты GEM 40 қатты күшейткіштерін енгізді. Delta II Med Lite – үшінші сатысы жоқ және азырақ қосымша күшейткіштері бар (көбінесе үш, кейде төрт) 7000 сериясы, ол әдетте NASA-ның кішкентай миссиялары үшін қолданылды. Delta II Heavy – Delta III-тен алынған үлкейтілген GEM 46 күшейткіштері бар Delta II 792X.

Delta IV (9000-сериялы)

Әскери-әуе күштерінің Эволюцияланған жұмсалғыш ұшыру аппараты (EELV) бағдарламасының бір бөлігі ретінде McDonnell Douglas / Boeing Delta IV ұсынды. Бағдарлама атауынан көрініп тұрғандай, көптеген компоненттер мен технологиялар қолданыстағы ұшыру құралдарынан алынған. Boeing және Lockheed Martin компаниялары EELV жобаларын жасауға шарттар жасасты. Delta IV Алабама штатындағы Декатур қаласындағы жаңа зауытта өндірілді. Бірінші саты сұйық сутегі отынына көшті. Delta III жоғарғы сатысынан алынған, бірақ 5 метрге дейін кеңейтілген отын бактері технологиялары қолданылды. Керосинмен жұмыс істейтін қозғалтқыш 1970 жылдардағы Space Shuttle Main Engine (SSME) ғарыш кемесінің негізгі қозғалтқышынан кейін АҚШ-та жасалған алғашқы жаңа, ірі сұйық отынмен жұмыс істейтін Rocketdyne RS 68 қозғалтқышымен ауыстырылды. Төмен құнмен жасалғандықтан, оның камерадағы қысымы мен тиімділігі SSME-ге қарағанда төмен, ал соплосы әлдеқайда қарапайым болды. Жану камерасы мен жоғарғы сопло – кеңес қозғалтқыштарында қолданылған арналық қабырға конструкциясымен жасалған. Төменгі сопло абляциялық салқындатумен жабдықталған. Екінші саты мен қорғағыш қаптама кішірек (Delta IV Medium) модельдерде Delta III-ден алынды; Medium+ және Heavy модельдерінде 5 метрге дейін кеңейтілді. Medium+ модельдері екі немесе төрт GEM 60 қатты күшейткіштерімен жабдықталды. Құбырлар қайта қаралып, электр тізбектері ұшыру тірегінің қажеттілігін жойды. Бірінші саты Common Booster Core (CBC) деп аталды; Delta IV Heavy екі қосымша CBC-ді күшейткіш ретінде қоса берді.