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Delta-4M+(4,2)是美国德尔塔4运载火箭系列的中型改进型号,属于一次性运载火箭,配备2台GEM-60固体助推器,4米直径整流罩,主要用于发射美国军用及商业载荷,现已随德尔塔4系列整体退役。
德尔塔4M+(4,2)型火箭为德尔塔4中型构型的改进版本,第一级采用通用助推核心(CBC)搭配RS-68液氧液氢发动机,捆绑2枚GEM-60固体火箭助推器,第二级为4米直径德尔塔低温上面级(DCSS),使用RL-10B-2液氧液氢发动机,整流罩直径4米,近地轨道运力约10.43吨,地球同步转移轨道运力约4.44吨。该火箭最初由波音公司研制,2006年后由联合发射联盟运营,2002年11月20日完成首飞,主要承担美国国家安全航天发射任务及商业卫星发射任务,随德尔塔4系列于2024年正式退役,后续发射任务由火神系列火箭接替。
德尔塔4M+(4,2)(改进型,型号DELTA-4M42_UPG)是美国波音公司与联合发射联盟(ULA)联合研制的中型液体运载火箭,属于德尔塔4系列的中型改进分支,型号命名中的“4”代表二子级直径为4米,“2”代表捆绑2台固体助推器。该火箭的核心运载参数如下:
| 参数类别 | 具体指标 |
|---|---|
| 火箭全长 | 62.8米 |
| 底部最大直径 | 8.5米 |
| 起飞重量 | 249吨(公开统计值292.7吨为基础型数据,改进型优化结构后减重至249吨) |
| 起飞推力 | 4359千牛 |
| 近地轨道(LEO)运载能力 | 12300千克 |
| 地球同步转移轨道(GTO)运载能力 | 5941千克 |
| 太阳同步轨道(SSO)运载能力 | 5845千克 |
| 级数 | 2级 |
该火箭在1000吨以内运载火箭中运载效率达到0.0378,位居全球前列,能够覆盖多轨道发射需求,其应用场景主要集中在三类任务:首先是中重型通信卫星发射,5.9吨级的GTO运载能力可满足大部分商用通信卫星的单星发射需求,早期曾承担欧洲通信卫星公司W5通信卫星的发射任务;其次是导航卫星组网发射,其精准入轨能力适配GPS系列导航卫星的中圆轨道部署需求;此外也可承担中型科学探测卫星、对地观测卫星的太阳同步轨道发射任务,兼具军用与民用发射服务能力,是德尔塔4系列中兼顾成本与运力的核心中型型号。
德尔塔4M+(4,2)的技术设计继承了德尔塔系列的成熟架构,同时针对中型发射需求做了模块化优化,核心技术配置如下:
| 结构部分 | 技术参数 |
|---|---|
| 助推器 | 2台GEM-60固体火箭助推器,单台推力约730千牛,具备矢量控制能力,起飞阶段为火箭提供额外推力,工作结束后分离 |
| 芯一级(CBC) | 采用通用助推芯级模块,直径5米,搭载1台RS-68液氧液氢发动机,真空推力3370千牛,比冲410秒,是美国首款大推力液氧液氢民用火箭发动机,相比前代发动机降低了制造成本与维护复杂度 |
| 二子级(DCSS-4) | 直径4米,搭载1台RL10B-2液氧液氢发动机,真空推力110千牛,比冲462秒,具备多次启动能力,最长工作时间可达850秒,可支持不同轨道的精确入轨需求 |
| 整流罩 | 4米直径复合材料整流罩,可适配不同尺寸的卫星载荷,降低飞行过程中的气动热与气动干扰 |
| 制导系统 | 采用冗余惯性制导+GPS组合导航方案,入轨精度偏差小于10公里(GTO轨道半长轴偏差),满足高价值卫星的入轨精度要求 |
该火箭的技术设计突出了模块化与高可靠性优势:全系列采用通用芯级设计,与德尔塔4重型火箭的芯级实现零部件通用,大幅降低了生产与发射成本;液氧液氢主发动机的选择兼顾了推力与环保性,推进剂燃烧产物仅为水蒸气,无有毒污染物;2台固体助推器的配置相比全液体芯级方案,在提升起飞推力的同时降低了起飞阶段的系统复杂度,全箭发射准备周期可压缩至2个月以内。此外该火箭的发射适应性较强,可在卡纳维拉尔角空军站SLC-37B发射工位与范登堡空军基地SLC-6工位发射,支持低倾角与极轨等不同轨道倾角的发射需求,在2次正式任务中实现100%发射成功率,可靠性表现优于同级别多数运载火箭。
德尔塔4M+(4,2)的研制始于20世纪90年代末美国空军的改进型一次性运载火箭(EELV)项目,2002年11月20日完成基础型首飞,改进型DELTA-4M42_UPG共执行2次发射任务,全部取得成功,累计将3颗卫星送入预定轨道,具体发射记录如下:
| 发射序号 | 发射代码 | 发射时间 | 发射工位 | 载荷 | 入轨卫星数量 | 任务结果 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 2016-052 | 2016年8月19日 | 卡纳维拉尔角空军站AFETR SLC-37B | 2颗GPS IIF系列导航卫星 | 2 | 成功 |
| 2 | 2019-056 | 2019年8月22日 | 卡纳维拉尔角空军站AFETR SLC-37B | NAVSTAR 78(USA 293)GPS III系列导航卫星 | 1 | 成功 |
2016年的首次改进型发射是美国空军GPS组网的关键任务,2颗GPS IIF卫星入轨后直接提升了全球定位系统的在轨运行数量与覆盖精度,使当时GPS系统的在轨可用卫星数量达到31颗,大幅降低了信号盲区概率。2019年的最后一次发射搭载的NAVSTAR 78是美国第三代GPS卫星的第2颗量产星,轨道类型为高度20180公里、倾角55度的中圆地球轨道(MEO),运行周期约12小时,该卫星搭载了更高精度的铷原子钟与氢脉泽原子钟,民用信号定位精度提升至3米以内,军用加密信号精度可达0.3米,同时具备更强的抗干扰能力,是美国新一代GPS体系的核心组成部分,目前仍在轨正常运行。
作为德尔塔4中型系列的最后一个服役子型号,德尔塔4M+(4,2)在2019年完成最后一次发射后正式退役,其任务缺口由ULA的火神半人马座火箭与SpaceX的猎鹰9火箭承接。该型号的研发与应用为美国后续重型运载火箭的模块化设计提供了技术验证,其GEM-60助推器、RS-68发动机等核心技术都被后续型号继承,在全球中型运载火箭发展史上占据重要地位。