德爾塔IV重型運(yùn)載火箭發(fā)射

【“德爾塔”的前世】

德爾塔系列運(yùn)載火箭最早的型號由雷神系列運(yùn)載火箭發(fā)展而來,。其最早的型號雷神-德爾塔運(yùn)載火箭，原為雷神系列運(yùn)載火箭的一個(gè)分支,。而雷神系列運(yùn)載火箭則發(fā)展自美國的雷神中程彈道導(dǎo)彈,。

雷神中程彈道導(dǎo)彈是美國20世紀(jì)50年代末研制的一種單級火箭，其服役時(shí)間相對較短,，在作為中程彈道導(dǎo)彈退役后,，被解除武裝以及新制造的雷神中程彈道導(dǎo)彈被美國空軍用作運(yùn)載火箭，進(jìn)行了大量的亞軌道飛行測試,，并通過搭配不同的二級和上面級誕生了雷神系列運(yùn)載火箭,其主要型號包括雷神-德爾塔,、雷神-燃燒者、雷神-艾布爾星、雷神-艾布爾,、雷神-阿金納,。

雷神-德爾塔（Thor-Delta）第一級火箭改進(jìn)自雷神中程彈道導(dǎo)彈，第二,、三級火箭沿用美國另一款運(yùn)載火箭先鋒號的第二,、三級。1959年4月美國國家航空航天局與道格拉斯航空公司簽約購買了12枚雷神-德爾塔火箭,。該火箭全長31米,，發(fā)射質(zhì)量54噸，第一級直徑2.44米,，480千米高的圓軌道運(yùn)載能力為220千克,，地球同步轉(zhuǎn)移軌道運(yùn)載能力為45千克。從1960年5月13日到1962年9月18日,，'雷神-德爾塔'運(yùn)載火箭共發(fā)射12次,，其中只有第一次發(fā)射失敗。

此后,，'雷神-德爾塔'運(yùn)載火箭脫離出'雷神'運(yùn)載火箭序列,，單獨(dú)發(fā)展成為“德爾塔”系列運(yùn)載火箭。德爾塔系列運(yùn)載火箭通過增加不同數(shù)量的固體火箭助推器,，加大發(fā)動(dòng)機(jī)推力,，加長第一級推進(jìn)劑貯箱，擴(kuò)大第二,、三級直徑等,，使火箭的運(yùn)載能力不斷提高。先后發(fā)展了A,、B、C,、C1,、D、E,、E1,、G、J,、L,、M、M6,、N,、N6型運(yùn)載火箭。

隨著“德爾塔”系列改進(jìn)型號越來越多，以單個(gè)字母區(qū)分型號的命名方式已無法滿足需要,。在1972年,，道格拉斯公司引進(jìn)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?dāng)?shù)字命名法,，此種命名法可應(yīng)付時(shí)常改版的德爾塔系列運(yùn)載火箭,。

1972年7月23日，發(fā)射的'雷神-德爾塔'運(yùn)載火箭被命名為德爾塔904運(yùn)載火箭,。此后,，德爾塔系列火箭先后有300系列、900系列,、1000系列,、2000系列、3000系列,、4000系列,、5000系列、6000系列,、7000系列,、8000系列、9000系列（此系列原為德爾塔4代預(yù)留,，實(shí)際未使用）,。

德爾塔系列火箭編號規(guī)則

德爾塔系列火箭新命名方式通常有四個(gè)數(shù)字表示,，第一個(gè)數(shù)字代表燃料貯箱,、第一級發(fā)動(dòng)機(jī)和固體火箭的型號，第二個(gè)數(shù)字代表固體助推火箭的數(shù)量,，一般有0臺(tái),、3臺(tái)、4臺(tái),、6臺(tái),、9臺(tái)。第三個(gè)數(shù)字代表第二級火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的型號,，0代表Aerojet AJ10-118F發(fā)動(dòng)機(jī),，1代表TRW TR-201發(fā)動(dòng)機(jī)，2代表AerojetAJ10-118K發(fā)動(dòng)機(jī),，3代表Pratt&Whitney RL10-B2發(fā)動(dòng)機(jī),。第四個(gè)數(shù)字代表第三級火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的型號，0代表沒有第三級,，2代表FW-4發(fā)動(dòng)機(jī),，3代表Str-37D發(fā)動(dòng)機(jī),，4代表Star-37E發(fā)動(dòng)機(jī)，5代表PAM-D/Star-48B發(fā)動(dòng)機(jī),，6代表Str-37FM發(fā)動(dòng)機(jī),。

為了更能體現(xiàn)數(shù)字所代表的含義，又對這種數(shù)字命名法進(jìn)行了改進(jìn),，如7925H-10L,增加了幾個(gè)數(shù)字,，其中H代表重型(Heavy),如果出現(xiàn)H表示助推火箭用的是GEM-46。10代表整流罩的直徑,，一般有8英尺(2.4米),、9.5英尺(2.9米)和10英尺(3米)3種，但是實(shí)際用的時(shí)候一般只用8或10,9.5可以用10表示,，有時(shí)候也可以用9.5,，如7925-9.5或7925-10。最后一個(gè)字母表示整流罩的類型,，沒有表示標(biāo)準(zhǔn)型,，C表示混合型(composite),L表示加長型(1engthen)。

1996年,，麥道被波音公司合并后,，德爾塔系列運(yùn)載火箭轉(zhuǎn)由波音的綜合防務(wù)系統(tǒng)分部負(fù)責(zé)生產(chǎn)。其命名方法被進(jìn)一步簡化,。之前所有以希臘字母命名的德爾塔系列火箭統(tǒng)稱為德爾塔0號,。德爾塔300、900,、1000,、2000、3000,、4000,、5000系列統(tǒng)稱為德爾塔1號。德爾塔6000,、7000系列運(yùn)載火箭加以變型而成'德爾塔2號',。

德爾塔系列運(yùn)載火箭源自于50噸級的雷神中程彈道導(dǎo)彈，相比之下,，宇宙神系列運(yùn)載火箭源自于120噸級的宇宙神洲際彈道導(dǎo)彈，大力神系列運(yùn)載火箭源自于150噸級的大力神洲際彈道導(dǎo)彈,。在美國由彈道導(dǎo)彈改進(jìn)的三大火箭系列早期發(fā)展型號中,，德爾塔系列運(yùn)載火箭也一直被當(dāng)做中輕型型火箭使用，即便是'德爾塔2號'中運(yùn)力最強(qiáng)的構(gòu)型7920H/7925H其近地軌道LEO 運(yùn)力也僅6.1噸,，地球同步轉(zhuǎn)移軌道運(yùn)力GTO運(yùn)力也僅有2.1噸,。其運(yùn)力完全無法和另外兩大火箭系列抗衡,。

隨著各類型衛(wèi)星重量的持續(xù)上升，“德爾塔”系列下一代的運(yùn)載火箭研制工作就此提上日程,。波音公司認(rèn)為增加運(yùn)載火箭載重量的同時(shí),，更具競爭力的價(jià)格及縮短整備時(shí)間也是維持現(xiàn)有市場不可忽視的因素。新火箭的設(shè)計(jì)方向應(yīng)能彈性的調(diào)整酬載量和降低研發(fā)成本,，于是就有了德爾塔3號的研制計(jì)劃,。

德爾塔3號也就是8930型，火箭高39.1米,，直徑4米,，由2級半組成，第二級用的是L10-B2發(fā)動(dòng)機(jī),，助推級是捆綁在箭體下部四周的9臺(tái)GE-46固體火箭助推器,。8930型火箭酬載能力低軌道為8290千克，地球同步轉(zhuǎn)移軌道為3810千克,。

1998年8月27日在卡納維爾角空軍基地的首次發(fā)射事失敗,。1999年5月4日在卡納維爾角的第二次發(fā)射依舊失敗，是因第二節(jié)引擎的壓力不正常并導(dǎo)致破裂,，在未到達(dá)預(yù)定軌道時(shí)就停止推進(jìn),。2000年8月23日進(jìn)行第三次發(fā)射，酬載衛(wèi)星為DM-F3衛(wèi)星,，為一枚模擬HS601通訊衛(wèi)星的酬載物,，也放置了多個(gè)感應(yīng)器以監(jiān)測火箭異狀，最后也沒能將載荷送入到到達(dá)預(yù)定軌道（由26000公里降至20600公里),，但仍算成功,。8930型火箭發(fā)射3次失敗2次，多數(shù)客戶對于連續(xù)兩次失敗沒有信心,，此后不久,，與德爾塔3號同步研制的德爾塔4號運(yùn)載火箭的成功首飛，則徹底終結(jié)了德爾塔3號運(yùn)載火箭的發(fā)展,。

德爾塔系列火箭型譜

【“德爾塔”的今生】

美國在阿波羅登月計(jì)劃之后，開發(fā)了極具創(chuàng)新性的運(yùn)載系統(tǒng)航天飛機(jī),，并期望通過其大運(yùn)力,、可重復(fù)使用等優(yōu)勢，取代所有現(xiàn)役常規(guī)火箭,。航天飛機(jī)的發(fā)展始終伴隨著鮮花與掌聲,，但是背后實(shí)際上是美國巨大的財(cái)政補(bǔ)貼。20世紀(jì)80-90年代,，美國將巨額的航天經(jīng)費(fèi)補(bǔ)貼給了航天飛機(jī),，導(dǎo)致一次性使用的三大運(yùn)載火箭系列宇宙神,、大力神、德爾塔都到了瀕臨停產(chǎn)的邊緣,。

航天飛機(jī)

據(jù)說，1972年1月,，時(shí)任美國總統(tǒng)尼克松與美國宇航局NASA的詹姆斯·弗萊徹博士深入討論有關(guān)航天飛機(jī)的計(jì)劃,。尼克松認(rèn)為，面臨未來有可能到來的其他國家的挑戰(zhàn),，美國需要一種全新的可重復(fù)使用的運(yùn)載器,，以便從發(fā)射報(bào)價(jià)和技術(shù)先進(jìn)性方面全面領(lǐng)先于其他任何一個(gè)國家。

美國開始傾全國之力來發(fā)展航天飛機(jī),。為了收回巨大的投資,，美國強(qiáng)制所有的商業(yè)航天發(fā)射和軍用、科學(xué)衛(wèi)星的發(fā)射都要由航天飛機(jī)來進(jìn)行,。然而系統(tǒng)的復(fù)雜度,，發(fā)射的強(qiáng)震動(dòng)、巨大的加速度,，以及降落的高熱量,，使得很多東西都可能出問題，飛行一次耗費(fèi)約5億美元,，航天飛機(jī)的實(shí)際成本大大高于預(yù)期,。

美國共研制并投入使用5架航天飛機(jī)，每架研發(fā)費(fèi)用30億美元,，總共發(fā)射一百多次,，每飛行一次費(fèi)用高達(dá)5億美元。一次維護(hù)就需要耗資3-4億美元,。

航天飛機(jī)發(fā)射

截止2011年7月8日，航天飛機(jī)全面退役時(shí)的統(tǒng)計(jì)顯示,，航天飛機(jī)計(jì)劃共花費(fèi)1960億美元,，其中每架航天飛機(jī)的造價(jià)約為120億美元，單次發(fā)射的費(fèi)用約為4億5千萬美元,，超預(yù)算近十倍,。考慮到航天飛機(jī)總共135次的發(fā)射數(shù)量,，平攤到每一次發(fā)射中的成本為16.93億美元,。這個(gè)成本是很驚人的。

正是航天飛機(jī)超高的發(fā)射費(fèi)用,，給了常規(guī)三大火箭系列一個(gè)喘息機(jī)會(huì),。但也僅僅是茍延殘喘，三大火箭系列大多數(shù)型號都是采用20世紀(jì)80年代以前的技術(shù),，根本談不上創(chuàng)新發(fā)展,。

等到20世紀(jì)90年代，美國想重新發(fā)展常規(guī)運(yùn)載火箭的時(shí)候,，發(fā)現(xiàn)手中除了一堆推力大小不等的固體火箭助推器之外,，竟然沒有可用的大推力液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)。

為了滿足美國空軍的國家安全航天發(fā)射計(jì)劃（NSSL,，National Security Space Launch,，時(shí)稱EELV）的招標(biāo)，洛克希德·馬丁選擇引進(jìn)外援,，采用俄羅斯的RD-180系列液氧煤油發(fā)動(dòng)機(jī)作為主動(dòng)力,，推出了宇宙神5運(yùn)載火箭。麥道及洛克威爾（當(dāng)時(shí)為洛克達(dá)因母公司）公司推出了自己基于德爾塔3的新產(chǎn)品德爾塔4運(yùn)載火箭,，波音則推出了基于SSME的方案,。1996年12月15日，波音并購洛克達(dá)因航天與國防部分及麥道公司,。德爾塔4運(yùn)載火箭最終決定采用原麥道公司的箭體設(shè)計(jì)加波音公司的動(dòng)力方案,，于是德爾塔4運(yùn)載火箭的主發(fā)動(dòng)機(jī)決定采用航天飛機(jī)的主發(fā)動(dòng)機(jī)RS-25。

RS-25是洛克達(dá)因公司的嘔心瀝血之作,，該發(fā)動(dòng)機(jī)長4.3米,，直徑2.4米，空重3.527噸,，燃燒室壓力20.6MPa,。發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室溫度達(dá)3300℃。能產(chǎn)生189.67噸的海平面推力,，232.39噸的真空推力,。是人類研制出來并得到實(shí)際工程應(yīng)用的最大、最先進(jìn)的分級燃燒高壓補(bǔ)燃液氫液氧火箭發(fā)動(dòng)機(jī),。

RS-25液氫液氧發(fā)動(dòng)機(jī)

RS-25唯一的缺點(diǎn)就是實(shí)在是太貴了。即使量產(chǎn)型號,，其單臺(tái)成本也要5000萬美元,！隨后波音和洛克達(dá)因商議，應(yīng)該想辦法把單臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)的成本降下來,，以便可以作為波音德爾塔4運(yùn)載火箭的主動(dòng)力使用,。

洛克達(dá)因的工程師有信心研制出相較于RS-25發(fā)動(dòng)機(jī)減少20%的零部件的發(fā)動(dòng)機(jī)。但是這依然難以滿足波音提出了降低50%的成本的要求,。后來,，洛克達(dá)因決定推翻以往的渦輪泵設(shè)計(jì),，重新設(shè)計(jì)。由此,，RS-68液氫液氧火箭發(fā)動(dòng)機(jī)誕生,。

RS-68火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)指導(dǎo)思想就是：充分利用已有的航天飛機(jī)主發(fā)動(dòng)機(jī)RS-25液氫液氧發(fā)動(dòng)機(jī)的技術(shù)，同時(shí)重新設(shè)計(jì)氫渦輪泵和氧渦輪泵,，全面升級加工工藝,，做到極致的簡化，不惜以犧牲性能為代價(jià)來大幅降低發(fā)動(dòng)機(jī)的制造成本,。

RS-68液氫液氧發(fā)動(dòng)機(jī)

RS-25的氫渦輪泵由200個(gè)零件組成，而RS-68的氫渦輪泵只有40個(gè)零件,，沒有之前那些用于精細(xì)操作的閥門,，而是通過大量試驗(yàn)預(yù)先摸出最優(yōu)曲線，然后用簡單的機(jī)械裝置在發(fā)動(dòng)機(jī)控制計(jì)算機(jī)的操作下完成控制,。

大規(guī)模集成電路的出現(xiàn),，使得控制系統(tǒng)變得更加輕巧了。RS-25的氧渦輪泵由170個(gè)零件組成,，而RS-68的氧渦輪泵只有25個(gè)零件,。氫渦輪泵，RS-68的零件數(shù)是RS-25的五分之一,；氧渦輪泵,，RS-68的零件數(shù)是RS-25的七分之一。借助超級復(fù)雜的控制系統(tǒng)和管路閥門的配合,，RS-25的推力可以在67%到109%之間連續(xù)可調(diào),；而RS-68只用了非常簡單的單曲線調(diào)節(jié)方式，因?yàn)橛懈冗M(jìn)控制算法的支持,，可以做到55%到106%之間推力連續(xù)可調(diào),，調(diào)節(jié)深度反而超過了復(fù)雜的RS-25。

RS-68發(fā)動(dòng)機(jī)的單臺(tái)價(jià)格1400萬美元,，只有RS-25的28%,。RS-總零件數(shù)量比RS-25減少了80%。生產(chǎn)一臺(tái)RS-68發(fā)動(dòng)機(jī)的總工時(shí),，僅為RS-25的8%,。總體來說,，RS-68發(fā)動(dòng)機(jī)的推力是RS-25的1.5倍,，但是重量差不多是其2倍了。真空比沖比起RS-25輩，損失了10%,，但是價(jià)格則只有RS-25的不到三分之一,。

2002年11月20日，以一臺(tái)RS-68火箭發(fā)動(dòng)機(jī)為芯級唯一動(dòng)力,，然后捆綁上兩個(gè)固體助推器的德爾塔4M+4.2運(yùn)載火箭首次發(fā)射,其近地軌道LEO運(yùn)載能力11.47噸,發(fā)射報(bào)價(jià)1.63億美元,。

德爾塔4M運(yùn)載火箭

德爾塔IV運(yùn)載火箭的出現(xiàn),，讓單位質(zhì)量的發(fā)射成本相較于航天飛機(jī)的時(shí)代大幅下降。美國軍方和國偵局立刻就對德爾塔IV運(yùn)載火箭產(chǎn)生了濃厚的興趣,，并要求波音進(jìn)一步提高德爾塔IV的運(yùn)力,。因?yàn)閲鴤删值妮d荷，需要運(yùn)載火箭具備20噸以上的近地軌道運(yùn)載能力,。于是,，德爾塔IV重型運(yùn)載火箭誕生了。德爾塔IV重型火箭,，就是把3枚德爾塔IV火箭家族的一級并聯(lián)起來,，然后在中間那個(gè)芯級上疊加一個(gè)上面級和巨大的整流罩。

重型版本的德爾塔IV在2004年12月21日實(shí)現(xiàn)了首次發(fā)射,。雖然這次發(fā)射出了一些狀況，導(dǎo)致衛(wèi)星打低了,，但是芯級并聯(lián)的概念被證明是可行的,。德爾塔IV重型運(yùn)載火箭能夠在20噸+級別的近地軌道運(yùn)載市場上勝出，關(guān)鍵就是采用了通用芯級的理念,。所謂通用芯級,，就是在多款運(yùn)載火箭上，采用同樣的或者改動(dòng)很小的芯級,，在同款運(yùn)載火箭身上,，芯級和助推器也采用幾乎一樣的配置。

德爾塔IV重型火箭

德爾塔IV重型火箭,，其大部分的零部件都和中型火箭是通用的。購買1枚德爾塔IV重型火箭,，實(shí)際上就同時(shí)購買了3枚通用芯級,。而這樣的通用芯級，同樣在德爾塔IV中型運(yùn)載火箭的產(chǎn)線上生產(chǎn),，并不是重型專屬零部件,。

德爾塔IV重型運(yùn)載火箭的通用芯級，上部為液氧貯箱，容積為151.1立方米,重172.75噸,。通用芯級的側(cè)面有一條突出的管路,，這就是上部的液氧貯箱向底部的RS-68火箭發(fā)動(dòng)機(jī)輸送液氧的管路。通用芯級的下部為巨大的液氫貯箱,，容積為416立方米,重29.5噸,。通用芯級的上部，液氧貯箱段,，長度為9.42米,；下部為液氫貯箱段，長度為26.31米,。德爾塔IV重型運(yùn)載火箭的通用芯級中,，各有一臺(tái)RS-68液氫液氧火箭發(fā)動(dòng)機(jī)。

德爾塔IV運(yùn)載火箭的通用芯級

截止德爾塔IV火箭的通用芯級停產(chǎn),，共生產(chǎn)了77枚。這77枚通用芯級其中48枚芯級用在了德爾塔IV重型運(yùn)載火箭的16次發(fā)射上,，另有29枚用在了德爾塔IV中型運(yùn)載火箭的29次發(fā)射上,。

可重復(fù)使用技術(shù)的出現(xiàn)，使得20噸級的近地軌道運(yùn)載能力的報(bào)價(jià),，從德爾塔IV重型的3億美元量級一舉降低到了1億萬美元以下,。德爾塔IV重型運(yùn)載相較于航天飛機(jī)來說，非常經(jīng)濟(jì)實(shí)惠,，但和獵鷹系列火箭相比卻又太貴了,。

獵鷹9號運(yùn)載火箭從FT版本開始，其近地軌道運(yùn)載能力就已經(jīng)突破了22噸,。到了Block5版本,，其近地軌道運(yùn)載能力提升的同時(shí)，其可靠性指標(biāo)也達(dá)到了載人飛行的條件,，截止2023年8月26日已成功進(jìn)行了11次載人發(fā)射,。而后來同樣采用芯級并聯(lián)技術(shù)的重型獵鷹運(yùn)載火箭，其近地軌道運(yùn)載能力超過了60噸,，從德爾塔IV重型運(yùn)載火箭手里接過了世界現(xiàn)役最強(qiáng)的桂冠,。

德爾塔IV重型運(yùn)載火箭以芯級并聯(lián)和通用芯級的理念和直截了當(dāng)?shù)幕鸺l(fā)動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)思路，引領(lǐng)了一個(gè)時(shí)代,，也身居人類最強(qiáng)運(yùn)載火箭的位置十幾年,。只是因?yàn)榭芍貜?fù)使用運(yùn)載火箭技術(shù)的出現(xiàn)，在發(fā)射成本方面,，讓位于新的時(shí)代,。

德爾塔IV中型運(yùn)載火箭已在2019年完成最后一次發(fā)射后退役，累計(jì)發(fā)射29次，德爾塔IV重型運(yùn)載火箭也將在2024年完成最后一次發(fā)射,?？偘l(fā)射次數(shù)定格在16次。

【“德爾塔”還有未來嗎,？】

盡管SpaceX公司的獵鷹系列火箭,，已經(jīng)用數(shù)百次的成功發(fā)射證明重復(fù)使用火箭可行性、經(jīng)濟(jì)性,。但全球主要航天大國中目前只有中國在下一代運(yùn)載火箭長征九號和長征十號的研發(fā)中進(jìn)行跟進(jìn),。其他國家，包括美國的其他運(yùn)載火箭制造商仍就選擇傳統(tǒng)的一次性發(fā)射運(yùn)載火箭方案,。

至此世界主要航天大國下一代運(yùn)載火箭的發(fā)展路線圖已經(jīng)基本確定,。那就是中國航天國家隊(duì)帶著一幫民營航天公司和馬斯克的SpaceX公司、貝索斯的藍(lán)色起源公司一起搓重復(fù)回收使用火箭,。NASA、黑店ULA,、歐空局,、日本、印度仍堅(jiān)持發(fā)展采用液體芯級加固體助推器的傳統(tǒng)一次性構(gòu)型火箭,。至于俄羅斯,，近期來看，其最多也就只能做到是用安加拉5號替代現(xiàn)在質(zhì)子號,，用聯(lián)盟五號運(yùn)載火箭取代現(xiàn)在聯(lián)盟二號運(yùn)載火箭,，至于其他的重型火箭葉尼塞、重復(fù)使用火箭黑龍江號基本上也就是個(gè)PPT了,。

SpaceX公司的獵鷹系列火箭,，以其高可靠性，高發(fā)射頻率及極低的發(fā)射價(jià)格,，不僅壟斷了國際商業(yè)航天發(fā)射市場,，連美國軍方的訂單也拿走了一半以上，抱團(tuán)取暖的“黑店”ULA旗下的“宇宙神V”和“德爾塔IV”運(yùn)載火箭都已經(jīng)宣布停產(chǎn)計(jì)劃,，進(jìn)入最后消耗庫存的階段,。

黑店ULA下一代“火神”運(yùn)載火箭基本上可以看作是宇宙神V號、德爾塔IV中型運(yùn)載火箭的換發(fā)版,。雖然火箭運(yùn)力有所提升,，但整體設(shè)計(jì)理念仍停留在上一代火箭的水平。

“火神”運(yùn)載火箭一級箭體直徑5.4米,，使用2臺(tái)藍(lán)色起源公司生產(chǎn)的BE-4發(fā)動(dòng)機(jī),，計(jì)劃通過隔熱護(hù)盾回收發(fā)動(dòng)機(jī)。二級采用半人馬座V上面級，并可通過捆綁2,、4,、6個(gè)來自諾斯羅普·格魯曼GEM-63XL助推器來進(jìn)一步提供運(yùn)力。

按ULA設(shè)計(jì)規(guī)劃,，其無助推器V-0型號LEO運(yùn)力10噸,，GTO運(yùn)力3.5噸，其運(yùn)力基本與印度GSLV Mk3火箭運(yùn)力相當(dāng),。捆綁2個(gè)助推器的V-2型號LEO運(yùn)力19噸,，GTO運(yùn)力8.4噸，其運(yùn)力與宇宙神551,、獵鷹九號,、日本H3-24L、長征七號甲改運(yùn)力相當(dāng),。捆綁4個(gè)助推器的V-4型號LEO運(yùn)力24噸,，GTO運(yùn)力12噸，其運(yùn)力與阿麗亞娜5,、阿麗亞娜64,、長征5B(LEO運(yùn)力)、安加拉A5(LEO運(yùn)力)運(yùn)力相當(dāng),。捆綁6個(gè)助推器的V-6型號LEO運(yùn)力27噸,，GTO運(yùn)力15噸，其運(yùn)力與長征五號,、德爾塔IV重型運(yùn)力相當(dāng),。整個(gè)火箭運(yùn)力范圍還是挺廣泛的。

“火神”系列火箭構(gòu)型及運(yùn)力預(yù)測

隨著美國“阿爾忒彌斯計(jì)劃”進(jìn)入實(shí)施階段,，月球“門戶”空間站的建設(shè)、載人登月飛船,、載人登月艙,、登月貨運(yùn)飛船補(bǔ)給任務(wù)都需要重型運(yùn)載火箭的支持，“火神”運(yùn)載火箭最大10噸的地月軌道轉(zhuǎn)移能力根本無法執(zhí)行上述任務(wù),。雖然NASA發(fā)展有SLS火箭,，但其單發(fā)20億美元的發(fā)射價(jià)格和每年最多一次的發(fā)射頻率注定也無法滿足所有任務(wù)的需求。

此外,，由于地球靜止軌道資源的限制,，未來10噸級直入地球靜止軌道GEO的載荷即將出現(xiàn)。再加上美國“發(fā)現(xiàn)”系列,、“新疆界”（New Frontiers）系列,、“旗艦級”系列項(xiàng)目等遠(yuǎn)地行星探測計(jì)劃中也有對重型運(yùn)載火箭的需求,。

未來對近地軌道50-100噸級的重型運(yùn)載火箭的需求將逐步增加。而目前在這一領(lǐng)域,，僅有SpaceX的重型獵鷹火箭一種型號投入實(shí)用,。此類任務(wù)雖然在整體航天發(fā)射次數(shù)中占比不高，但其單次任務(wù)利潤通常是普通航天發(fā)射的數(shù)倍甚至十?dāng)?shù)倍,。而面對這個(gè)市場,，聯(lián)合發(fā)射聯(lián)盟（ULA）只能旁觀，連入場的資格都沒有,！如果想改變這一現(xiàn)狀,，ULA就必須拿出自己的重型火箭發(fā)射方案。

全液氫液氧燃料的德爾塔IV系列火箭即使放在今天性能也是十分先進(jìn)的,，迫使其退役devil最重要的原因就是相比與可回收火箭發(fā)射成本太高了,。那有沒有可能以德爾塔IV重型火箭為基礎(chǔ)發(fā)展一型可回收火箭德爾塔V號呢？

根據(jù)SpaceX公司獵鷹系列火箭的實(shí)際發(fā)射情況來看,，火箭一級采用海上回收會(huì)損失15%左右的運(yùn)力,，采用陸上回收會(huì)損失40%左右的運(yùn)力。

為保持足夠的運(yùn)力,，德爾塔V號可以采用一枚通用芯級周圍捆綁4枚通用芯級并聯(lián)的方式,。5臺(tái)經(jīng)過改進(jìn)的RS-68液氫液氧發(fā)動(dòng)機(jī)將能提供超過1600噸的推力，足以滿足1200-1300噸重的德爾塔V號的起飛需求,。二級采用兩臺(tái)藍(lán)色起源單臺(tái)72噸推力的液氫液氧發(fā)動(dòng)機(jī)BE-3U，三級可以選配“火神”系列火箭同款的半人馬座V上面級火箭,。

德爾塔V號運(yùn)載火箭整體的回收流程是：火箭在發(fā)射臺(tái)上,，一級5臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)一起點(diǎn)火發(fā)射，中央芯級截流到50%運(yùn)行,，大約250秒后,，助推器燃料耗盡發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)機(jī)，因芯級截流到50%運(yùn)行,，所以此時(shí)芯一級還剩大約一半的燃料,，此時(shí)芯級發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)機(jī)，芯一級+助推器組合體與芯二級冷分離,，芯一級與助推器組合體調(diào)轉(zhuǎn)方向,，芯一級發(fā)動(dòng)機(jī)二次點(diǎn)火工作120秒進(jìn)行返場機(jī)動(dòng)，隨后芯一級發(fā)動(dòng)機(jī)二次關(guān)機(jī),，在再入減速階段芯一級發(fā)動(dòng)機(jī)第三次點(diǎn)火工作40秒完成進(jìn)一步的減速,，最后在芯一級與助推器組合體接近地面的時(shí)候芯一級發(fā)動(dòng)機(jī)最后一次點(diǎn)過工作15～25秒完成回收。整個(gè)回收過程類似于獵鷹9號陸上回收,，不同的是獵鷹9號陸上回收需要1～3臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行3次點(diǎn)火,，而德爾塔V號可回收型火箭回收過程中全程只需要芯級一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行3次點(diǎn)火,。

此種回收方式需要芯級安裝的那臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)在整個(gè)發(fā)射過程中4次點(diǎn)火，對其可靠性要求較高,，但這樣做的好處就是四個(gè)助推器的4臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)不用再執(zhí)行空中再點(diǎn)火操作,，降低了對這4臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)的要求，每次返回后只需要對中央芯級的那臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行重點(diǎn)翻新維護(hù)即可,。按以上構(gòu)型預(yù)測,，其在返場陸上回收的模式下運(yùn)力基本和現(xiàn)在的德爾塔IV重型火箭相當(dāng)。而芯一級+四個(gè)助推器集束回收至少能節(jié)約一半以上的發(fā)射成本,，如果結(jié)合整流罩的回收,，火箭發(fā)射成本是有希望節(jié)省三分之二的。

德爾塔V系列火箭運(yùn)力設(shè)想

通過預(yù)測德爾塔V號近地軌道運(yùn)力略強(qiáng)于重型獵鷹,，高軌道運(yùn)力則要大幅度優(yōu)于重型獵鷹，搭配不同的回收方式可以滿足近地軌道30-70噸運(yùn)力,，地球同步軌道14-32噸運(yùn)力,，地月轉(zhuǎn)移軌道10-27噸運(yùn)力，地火轉(zhuǎn)移軌道8-20噸運(yùn)力,，直入地球靜止軌道6-16噸運(yùn)力,。能與“火神”運(yùn)載火箭運(yùn)力完美銜接。

當(dāng)然以上僅是一個(gè)設(shè)想,，現(xiàn)在黑店ULA的創(chuàng)新能力是著實(shí)讓人看不到希望,，“火神”運(yùn)載火箭一級發(fā)動(dòng)機(jī)測試和半人馬座V測試相繼發(fā)生爆炸，連一個(gè)傳統(tǒng)火箭都整的費(fèi)勁吧啦的,，ULA短時(shí)間內(nèi)不可能能有所作為,。

RS-68液氫液氧發(fā)動(dòng)機(jī)那么好的東西，被ULA直接廢棄,，真是白瞎了,，同樣的還有俄羅斯的RD-170/RD-180/RD-190系列液氧煤油發(fā)動(dòng)機(jī)也是一樣，祖上留下的好東西都被糟蹋了,！