«Дельта-2» () — второе поколение американской ракеты-носителя семейства «Дельта». Разработана и сконструирована авиастроительной компанией «МакДоннел Дуглас», находилась в эксплуатации с 1989 по 2018 годы. Имеет три модификации: серия Delta 6000 и два варианта серии Delta 7000 (лёгкая и тяжёлая).
Использовалась для запусков спутников глобальной системы позиционирования NAVSTAR GPS, научных спутников и межпланетных зондов НАСА. Осуществляла коммерческие запуски телекоммуникационных спутников США и других стран. Пуски осуществлялись с двух космодромов в США: мыса Канаверал и базы ВандербергUnited Launch Alliance. .
Более чем за 20 лет эксплуатации было совершено свыше ста пятидесяти запусков, из которых лишь два были признаны неудачными. и «Дельта-2» являлась одной из наиболее часто используемых ракет-носителей в мире.
В классе средних ракет-носителей аналогами «Дельты-2» являются французская «Ариан-4», эксплуатация которой прекращена в 2003 году, а также действующие индийская «GSLV» и российская «Союз-У».
История
Впервые запущенная в 1960 году, ракета-носитель «Дельта» использовалась НАСА до начала 1980-х годов как основная РН для вывода в космос коммуникационных, метеорологических, научных и исследовательских спутников. Однако введение в эксплуатацию многоразовых транспортных космических кораблей «Спейс Шаттл» в 1981 году изменило космическую политику США. Производство ракет «Дельта» было заморожено, поскольку для запуска искусственных спутников НАСА планировало использовать шаттлы.
Ситуация изменилась в январе 1986 года. Заявление президента США Рональда Рейгана о том, что шаттлы более не будут нести коммерческую нагрузку, открыло путь для возвращения «Дельты» на рынок ракет-носителей.
В январе 1987 года компания «МакДоннел Дуглас» получила заказ от ВВС США на производство 18 ракет «Дельта-2», необходимых для запуска спутников Navstar GPS, которые ранее планировалось запускать с помощью шаттлов. Впоследствии заказ был увеличен до 28 носителей.
Первый запуск «Дельты-2» состоялся 14 февраля 1989 года. Ракета-носитель Delta 6925 успешно вывела на орбиту спутник Navstar GPS. Всего через полтора года, 26 ноября 1990 года, была запущена ракета серии Delta 7000. После этого ракеты серии Delta 6000 запускались редко, последняя была запущена в июле 1992 года.
В 1990 году «МакДоннел Дуглас» предложила ракету-носитель «Дельта-2» компании Motorola Satellite Communications Group для вывода на орбиту телекоммуникационных спутников «Иридиум». В 1994 году был подписан контракт на сумму 400 миллионов долларов. По контракту «МакДоннел Дуглас» обязывалась осуществить восемь запусков до конца 1998 года. В 1995 году компании подписали соглашение на запуск дополнительных пяти ракет-носителей. Всего было осуществлено 12 запусков, спутники «Иридиум» на низкую околоземную орбиту выводила двухступенчатая модификация ракеты «Дельта-2» 7920-10C.
С 1 августа 1997 года «МакДоннел Дуглас» вошла в состав компании Boeing. Стоимость сделки составила 16,3 млрд долларов. После слияния, производство и эксплуатация «Дельты-2» были продолжены.
В декабре 2006 года компании Boeing и Lockheed Martin, производители ракет «Дельта» и «Атлас», сформировали совместное предприятие United Launch Alliance (ULA) для обслуживания государственных заказчиков США. Коммерческие запуски ракеты «Дельта-2» осуществляла компания Boeing.
Конструкция
«Дельта-2» — ракета-носитель средней мощности, с двумя или тремя ступенями. Создана на базе предыдущей версии ракеты семейства «Дельта» Delta-4925. От других носителей этого семейства «Дельту-2» отличает, в первую очередь, маршевый двигатель.
Типы двигателей и других компонентов ракеты могут отличаться, в зависимости от конкретной модификации. В основании ракеты, в нижней части первой ступени размещается жидкостный маршевый двигатель. Выше, в порядке возрастания, расположены топливные баки: бак для окислителя, в качестве которого выступает жидкий кислород, и бак для керосина RP-1. Далее следует промежуточный отсек между ступенями (). У основания первой ступени устанавливаются твердотопливные ускорители. Выше первой ступени находится двигатель и баки второй ступени, над которыми располагается авионика ракеты. Венчает конструкцию полезный груз, обрамлённый головным обтекателем.
Первая ступень В первой ступени серии 6000 использовался один ЖРД открытого цикла Rocketdyne RS-27, включающий в себя главный двигатель RS2701A/B и два вспомогательных двигателя LR101-NA. Масса двигателя составляет 1027 кг, диаметр — 1,07 м, длина — 3,63 м. Тяга порядка 971 кН на уровне моря, 1023 кН в вакууме. Камера сгорания работает при температуре 3315 °C и давлении 48 атм. Сконструирована из аустенитной нержавеющей стали марки 347 (по стандарту ASTM), использует регенеративное охлаждение. Время горения составляет 274 с. Вспомогательные двигатели предназначены для управления ориентацией ракеты в полёте во время отключения первой ступени и передачи управления двигателю второй ступени.
В серии 7000 используется модифицированный двигатель Rocketdyne RS-27A, включающий в себя главный двигатель RS2701B и два вспомогательных двигателя LR101-NA. В отличие от своего предшественника, RS-27A имеет большую длину (3,78 м) и массу (1097 кг). Кроме того, он развивает большую тягу в вакууме за счёт увеличения степени расширения сопла, с 8:1 до 12:1.
Длина первой ступени - 26,1 м.
Топливо В качестве топлива двигатель первой ступени использует смесь керосина RP-1, и жидкого кислорода как окислителя. Указанные компоненты заправляются в соответствующие алюминиевые баки с изогридной (более употребимый русский термин — «вафельной») алюминиевой оболочкой. Окислитель и керосин смешиваются в пропорции 2,245:1. За 1 секунду двигатель первой ступени расходует приблизительно 111 кг керосина и 250 кг окислителя.
Ускорители Во всех модификациях ракеты-носителя «Дельта-2» используются твердотопливные ускорители, предназначенные для увеличения тяги. Чаще всего их устанавливается девять, хотя есть варианты с тремя или четырьмя.
В серии 6000 в качестве ускорителей использовались твердотопливные ракетные двигатели Castor IV-A, сконструированные компанией Thiokol. Каждый ускоритель, в заправленном состоянии имеющий массу 11578 кг, давал тягу порядка 355,7 кН на уровне моря и 407,2 кН в вакууме. Для Castor IV-A использовалось смесевое топливо TP-H8299 на основе перхлората аммония и синтетического каучука.
В серии 7000 стали использовать твердотопливные ракетные двигатели с управлением вектором тяги Alliant GEM-40 ( — графито-эпоксидный двигатель). Эти ускорители, диаметром около 1 м и высотой 13 м, способны развивать тягу 446,0 кН на уровне моря и 499,2 кН в вакууме. В качестве органического связующего в топливе используется полибутадиен с концевыми гидроксильными группами (HTPB, ), отвердителем для него служат диизоцианаты. Время работы GEM-40 составляет приблизительно 63 секунды В тяжёлой модификации ракеты используются более мощные ускорители GEM-46.
Промежуточный отсек Между первой и второй ступенью находится промежуточный отсек длиной 4,72 м, сконструированный из тех же материалов, что и топливные баки. Промежуточный отсек содержит выходное сопло для двигателя второй ступени и шесть приводов, предназначенных для переключения двигателей ступеней.
Вторая ступень
Все модификации ракеты-носителя «Дельта-2» используют на второй ступени жидкостный ракетный двигатель Aerojet . Кроме двигателя, ступень включает в себя баки для топлива и окислителя, разделённые общей переборкой. Во время типичных миссий двигатель осуществляет два включения, однако, при необходимости, AJ10-118K может перезапускаться до шести раз. В связи с этим в качестве топлива для него используется самовоспламеняющийся Аэрозин 50, окисляемый азотным тетраоксидом. Ступень диаметром 1,70 м и длиной 5,89 м весит на старте приблизительно 6 тонн. Для управления ориентацией после отделения первой ступени используется система RACS (). Тяга AJ10-118K составляет 43,37 кН, время работы — 432 с. В двухступенчатых вариантах ракеты двигатель напрямую подключается к полезной нагрузке, и отвечает за её выведение на расчётную орбиту.
Третья ступень Требования каждого космического аппарата определяют тип двигателя третьей ступени. Независимо от типа, двигатели этой ступени конструируются так, чтобы обеспечивать стабильный вращательный баланс, необходимый для стабильной ориентации в космосе. Для выведения спутников на низкую околоземную орбиту третья ступень обычно не используется.
Твердотопливный Thiokol Star-48B в основном предназначается для вывода полезной нагрузки на геопереходную орбиту. В качестве топлива двигатель использует смесевое топливо , содержащее перхлорат аммония, порошковый алюминий и полибутадиен с концевыми гидроксильными группами, обеспечивающий тягу 66,4 кН в течение 87 секунд. Диаметр Star-48B составляет 1,24 м, длина — 2,04 м, масса на старте — 2010 кг.
Thiokol Star-37FM SRM значительно меньше и легче Star-48B, в связи с чем он используется для вывода объектов на высокие орбиты, в основном, для межпланетных станций. Его диаметр равен 0,93 м, длина — 1,69 м, а масса на старте составляет 1066 кг. Топливо используется такое же, как и у двигателя Star-48B.
Обтекатель В ракетах-носителях «Дельта-2» используется несколько головных обтекателей, отличающихся размерами и материалом. Стандартный металлический обтекатель имеет диаметр около 2,9 м (9,5 футов). В ранних модификациях ракеты использовался 2,44-метровый обтекатель, являвшийся стандартом для ракет «Дельта-1».
Для выведения аппаратов большего объёма используется 3-метровый обтекатель, который в отдельных случаях удлиняется на 91 см. С 1997 года данные обтекатели конструируются из композитных материалов.
Система обозначений Техническое обозначение «Дельты-2» содержит 4 цифры, которые обозначают комплектацию конкретной ракеты-носителя. Кроме указанных цифр, некоторые модификации имеют дополнительные буквенно-цифровые обозначения.
Первая цифра может иметь значение 6 или 7, и означает серию ракеты-носителя — 6000 или 7000. Серия означает тип ракетного двигателя первой ступени и ускорители. В Delta 6000, эксплуатируемой до 1992 года, использовался двигатель компании Pratt & Whitney Rocketdyne и ускорители Castor IVA. В серии 7000 используется двигатель Rocketdyne и ускорителями Alliant GEM.
Во второй цифре указывается количество ускорителей. Чаще всего их устанавливается 9, из которых 6 запускаются на старте, а 3 — через одну минуту после старта. В модификациях, имеющих 3 или 4 ускорителя, все запускаются на старте носителя.
Третья цифра означает тип двигателя второй ступени. Во всех модификациях «Дельты-2» использовался двигатель Aerojet , обозначающийся цифрой 2.
Для обозначения двигателя третьей ступени используется четвёртая цифра. В трёхступенчатых вариантах «Дельты-2» использовался модуль PAM ( — Вспомогательный Модуль Полезной нагрузки)с двигателем Thiokol , обозначавшийся цифрой 5. С 1998 года в некоторых модификациях использовалась третья ступень с двигателем Thiokol (цифра 6). Двухступенчатые модификации обозначаются нулём.
При обозначении тяжёлой модификации «Дельты-2» после цифр указывается буква «H» ( — тяжёлый).
Для модификаций, имеющих нестандартный для «Дельты-2» головной обтекатель, используются следующие дополнительные обозначения: -8: 8-футовый (2,44 м) цилиндрический обтекатель, использовался в качестве стандартного на ракетах «Дельта-1» (серии 1000—3000). В настоящее время не производится. -10: 10-футовый (3,05 м) металлический обтекатель. В настоящее время не производится. -10С: 10-футовый обтекатель из композитных материалов. Был разработан в качестве замены металлического обтекателя, используется с 1997 года. -10L: 10-футовый удлинённый композитный обтекатель. Используется для вывода на орбиту полезных нагрузок увеличенного объёма.
Стартовые площадки
В зависимости от конкретной миссии и требований безопасности, ракеты «Дельта-2» серий 7300, 7400 и 7900 могут запускаться с восточного или западного космодромов США.