是德尔塔系列运载火箭的一个型号，由波音综合国防系统集团（IDS）设计，由位在阿拉巴马州第开特(Decatur)的联合发射同盟(United Launch Alliance)所建造。

运载火箭技术诸元

德尔塔-4运载火箭的第一节有一个(德尔塔-4重型运载火箭有三个)公共推进核心（CBC），所使用的引擎是洛克达因的RS-68火箭引擎。

第一节(RS-68火箭引擎)

RS-68火箭引擎RS-68火箭引擎是美国第一个以液态氢/液态氧为燃料的大推力引擎，它的每颗推力大于美国航天飞机的主引擎(SSME)。至于制造RS-68火箭引擎的主要目的是为了制造比航天飞机主引擎成本更低廉的火箭引擎(RS-68火箭引擎的价格约20~25百万美元/每颗;航天飞机主引擎的价格大于55百万美元/每颗)。为了降低成本而降低引擎内部压力，造就了特殊的推进能力，燃烧也较为有效率。除此之外,建造一枚火箭所需时间较少，部分的评价较佳，总价格较低，建造所需人力较少，优于航天飞机主引擎。仅管RS-68火箭引擎的大小比航天飞机主引擎大很多，但仍有其优点,于飞行的前几分钟可达默认推力的102%,在第一节脱离前节流阀只将推力降低到默认推力的58%。在德尔塔-4重型运载火箭的衍生型中，中央的标准核心火箭在升空50秒后会将推力调到默认推力的58%，其它两支辅助用标准核心火箭会以默认推力的102%，如此可以延长中央的标准核心火箭的推进时间，在两支辅助用标准核心火箭脱离之后，中央的标准核心火箭又会以默认推力的102%飞行，直到推力降到默认推力的58%。RS-68火箭引擎可以机动地随时改变推力[3]。

第一节(燃料槽配置)

RS-68火箭引擎的上方液态氢燃料槽是用铝制的等网格差线(一种网格样式由机器制做在燃料槽的内部可减轻重量)做成的，再将铝制的等网格差线经由可制成圆柱体的机器成型，变为圆柱体的铝制等网格差线称为核心主体;液态氧燃料槽也是用铝制等网格差线技术所完成。第一节接近引擎的部分有伞状隔热罩。在标准核心火箭的后侧有一个缆线通道，主要功能是让电线及讯号线可以不受振动而脱落，另有一个运送液态氧的管线从燃料槽沿着火箭外壁接到RS-68火箭引擎。任何衍生型的标准核心火箭的外直径都是5米。

L-3飞行惯性导航系统

L-3飞行惯性导航系统(L-3 Communications Redundant Inertial Flight Control Assembly,RIFCA)不仅用在德尔塔-4运载火箭，也用在德尔塔二号运载火箭。虽然软件设计上有一些不同，但L-3飞行惯性导航系统的特色是使用一组六条环状雷射的陀螺仪和一个加速表，使德尔塔-4运载火箭更准确的进入轨道[4]。

第二节

德尔塔-4运载火箭的第二节德尔塔-4运载火箭的第二节和德尔塔三号运载火箭的第二节是完全相同的，但燃料槽衍生出两种型式:一种是直径4米的原型，用来酬载较细长的人造卫星;另一种是直径5米的改良型,用来酬载较宽的人造卫星。第二节所使用的引擎是普拉特&惠特尼(Pratt & Whitney)公司所制造的RL-10B2火箭引擎，RL-10B2火箭引擎的特色是使用炭纤维喷嘴,特殊材质造就了特异的推力。

RL-10B-2火箭引擎

节间段

节间段是为了连接第一节和第二节燃料槽，由5米直径缩减为4米直径的节间段是伞状切掉上方的形状;5米直径的节间段则是圆筒直柱。两种不同型式的节间段均由复合材料所制成。

酬载舱

为了符合各种不同形状的人造卫星，囊状酬载舱的种类也非常多样，4米外直径的酬载舱是延续德尔塔三号运载火箭的酬载舱;5米外直径的酬载舱是加大后用在部分德尔塔-4中型+运载火箭或德尔塔-4重型运载火箭中。德尔塔重型运载火箭除了外直径为五米外，也使用较其它德尔塔系列运载火箭长的酬载舱。酬载舱由铝制等网格差线制成，与液态氢/液态氧燃料槽的内衬相似。

商业化酬载

德尔塔-4运载火箭于全球运载火箭的容积都大于人造卫星需求之时进入商业运载人造卫星市场，此外，商业运载火箭很少有新的设计，所以德尔塔-4运载火箭的发射价格高于其他已在商业运载市场发射多年的运载火箭，因此在2003年，波音公司放弃德尔塔-4系列运载火箭成为商业运载火箭的计划，转型为单次发射价格较高且需求量较低的非商业运载火箭。在2005年，波音公司声明可能会让德尔塔-4运载火箭重新回到商业运载火箭的机制,然而到了2006年，并没有更进一步的回应对2005年重返商业运载火箭做声明[5]。导致几乎所有衍生型的第一次发射都是由美国政府支出，每一次发射的价格介于1亿4千万美元到1亿7千万美元。

衍生型

德尔塔-4运载火箭的衍生型比较

德尔塔-4中型运载火箭

德尔塔-4中型运载火箭(代码:德尔塔9040)是整个德尔塔-4系列运载火箭最基本的型式，它的配备仅有一支标准核心火箭及一个和德尔塔三号运载火箭一样的第二节(4米直径液态氢/液态氧燃料槽与4米外直径酬载舱)，德尔塔-4中型运载火箭的酬载能力可将质量4,210千克(9,285磅)之人造卫星送至地球同步轨道(Geosynchronous Transfer Orbit,GTO)。

德尔塔-4中型+运载火箭(4,2)

德尔塔-4中型+运载火箭(4,2)发射GOES-N卫星德尔塔-4中型+运载火箭(4,2)(代码:德尔塔9240)与德尔塔中型运载火箭有些相似，但有两支由Alliant公司建造的1.5米(60英尺)直径的固态辅助火箭，燃料为石墨环氧基(Graphite-Epoxy Motors,GEM-60s)。固态辅助火箭用来增强酬载能力，因此德尔塔-4中型+运载火箭(4,2)酬载能力可将5,845千克(12,890磅)的人造卫星送至地球同步轨道。

德尔塔-4中型+运载火箭(5,2)

德尔塔-4中型+运载火箭(5,2)(代码:德尔塔9250)与德尔塔-4中型+运载火箭(4,2)非常相似，不同之处是有5米的直径的第二节液态氢/液态氧槽和5米外直径的酬载舱。因为额外的酬载舱重量和第二节增重，德尔塔-4中型+运载火箭(5,2)的酬载能力仅4,640 千克(10,230磅)到地球同步轨道,较德尔塔-4中型+运载火箭(4,2)的酬载能力差。

德尔塔-4中型+运载火箭(5,4)

石墨环氧基-60固态辅助火箭(GEM-60)

德尔塔-4中型+运载火箭(5,4)(代码:9450)与德尔塔-4中型+运载火箭(5,2)相似，但有四支GEM-60s固态辅助火箭，酬载能力可将6,565千克(14,475磅)的人造卫星到地球同步轨道。

德尔塔重型运载火箭

首次德尔塔-4重型运载火箭发射，有三枚标准核心火箭德尔塔-4重型运载火箭(代码:德尔塔9250H)与德尔塔-4中型+运载火箭(5,2)相似，除了两支GEM-60s固态辅助火箭被替换为两支标准核心火箭(CBC)。这两支辅助用标准核心火箭较中央的标准核心火箭早脱离[6]。德尔塔-4重型运载火箭的特色是由复合材料制成的5米外直径酬载舱，铝制的整流罩可以分为三等分，技术则源自于泰坦四号运载火箭[7]。德尔塔-4重型运载火箭首次发射为DSP-23航班。

德尔塔-4重型运载火箭酬载能力(不同轨道具有不同酬载能力):

．地球同步轨道(GTO)(介于低地球轨道和GEO之间的椭圆轨道):13,130千克(28,950磅),比现役或退役的商业运载火箭的酬载能力都大。

．地球同步轨道(GEO) 6,275千克。

．地球逃脱轨道:9,306千克。

德尔塔-4重型运载火箭的发射质量大约733,000千克，比航天飞机(2,040,000千克)少很多。

德尔塔-4重型运载火箭于2007年在卡纳维尔角空军基地发射

早期概念

在德尔塔-4运载火箭初期发展的计划书中,曾经提及一个小规模的衍生型，就是用德尔塔二号运载火箭的第二节及它的第三节(Thiokol Star 48B)，也完全拿德尔塔二号运载火箭的整流罩和酬载舱来使用，全部加在标准核心火箭的上方[8]，但此项小规模的改变于1999年被取消了[9][10] ，因为沿用德尔塔二号运载火箭的酬载舱并没有辨法增加运载火箭的酬载能力。

未来展望

德尔塔-4系列运载火箭未来可能发展的升级计划包括增加更多的捆绑式固态辅助火箭较大推力的主引擎使用较轻的材料来制作较大推力的第二节火箭较多的(可能多达六枚)辅助用标准核心火箭甚至让液态氢/液态氧可以交互流通到中央的标准核心火箭,以增长推进时间。上述之方法可以增加酬载能力到100公吨(低地球轨道)[6]。

美国国家航空航天局(NASA)原本计划利用德尔塔-4重型运载火箭当做载人探索运载火箭(Crew Exploration Vehicle),用来取代航天飞机的地位,但载人探索运载火箭由航天飞机的有翼型转变为德尔塔-4重型运载火箭的胶囊形(与阿波罗太空船相似),虽然与美国国家航空航天局的理念相似,但波音公司并没有载人技术,所以美国国家航空航天局仅签署使用德尔塔-4运载火箭的RS-68火箭引擎,将RS-68火箭引擎装设在战神五号运载火箭上。

可能使德尔塔-4运载火箭拥有更大的衍生型是在2006年的研究与发展公司计划书(RAND Corporation study)中的2020年前国家安全标准[11]部分提到"...只有德尔塔-4重型运载火箭拥有足够的酬载能力去发射NSS人造卫星的资格。...德尔塔-4运载火箭酬载舱的容积足以容纳NSS人造卫星的体积,而且德尔塔-4运载火箭可以满足整个NSS人造卫星的计划,安全性也非常可靠。为了完成这件计划,可以增加德尔塔-4重型运载火箭的酬载能力,到达可以容纳一个国家级侦查部(National Reconnaissance Office,NRO)的人造卫星。对此项需求最佳的解决方案就是使用德尔塔-4重型运载火箭。"

发射地点

德尔塔-4运载火箭的发射地点有两个,在美国东部的是卡纳维尔角空军基地LC-37(Launch Complex-37,复合式发射台)发射台----这个位置是过去农神一号运载火箭和农神一号B型运载火箭早期无人运载火箭。在美国西岸,主要发射地球极地轨道人造卫星和高倾角人造卫星,发射地点在范登堡空军基地SLC-6(Space Launch Complex-6,太空复合式发射台)发射台。这个发射台原本是要用来发射已经取消计划的MOL太空站,之后又改为发射地球极地轨道的航天飞机,但并没有任何一次航天飞机发射是用SLC-6发射台。

发射台的设备在美国东岸或西岸是差不多的。在美国东岸(卡纳维尔角)发射台的上方有一座可动式服务塔(Mobile Service Tower,MST),这个可动式服务塔提供部分整修和保护运载火箭免于受恶劣的天气侵袭。在可动式服务塔的顶端有一部起重机,可以将酬载物和整流罩或GEM-60固态辅助火箭安装在半完成的德尔塔-4运载火箭。在发射的数小时前,可动式服务塔会翻转运载火箭到正确位置。在美国西岸(范登堡空军基地),发射台上没有可动式服务塔,取而代之的是可动式组装保护厂(Mobile Assembly Shelter,MAS),是一个完全包覆运载火箭的厂房,比较卡纳维尔角空军基地的可动式服务塔,是让运载火箭底部暴露在外。

上述的可动式服务塔或可动式组装保护场除了中间固定核心塔(Fixed Umbilical Tower,FUT)外,还有二(范登堡空军基地)到三(卡纳维尔角空军基地)个向外延伸支架,这些支架上的管线运输液态氢/液态氧,电力,环境监测等功能。这些支架会在运载火箭发射顺间向后缩,保护这些支架免于被运载火箭的高温冲击而损毁。在运载火箭下方的平台叫发射台,有六根尾端支持柱(Tail Service Masts,TSMs),两根支柱支撑一枚标准核心火箭,发射台支撑整台空的标准核心火箭,而尾端支持柱则稳固已加入燃料的标准核心火箭。运载火箭被固定在运载火箭契合单位(Launch Mate Unit,LMU)上,原由螺丝固定,在发射瞬间与运载火箭切断。载运载火箭发射台背面有稳固发射台竖立器(Fixed Pad Erector,FPE),使用两根长型活塞来将空的运载火箭举起成为直立状,运载火箭的建造则是在水平综合装配厂(Horizontal Integration Facility,HIF)。在发射台的下方,有一个火焰导孔,可以将运载火箭产生的热流导离运载火箭本体或周遭设备。

水平综合装配厂

水平综合装配厂座落于距离发射台几公里的位置,是一座巨大的建筑物,可同时容纳德尔塔-4运载火箭的标准核心火箭和第二节进行组装与测试,不须等到运送至发射台才开始装配。如果要组装的是德尔塔-4重型运载火箭,也可以同时将三支标准核心引擎放在水平综合装配厂内相互连接。

高架平台运输系统

移动德尔塔-4运载火箭和数种设备到发射台,所使用的机具是高架平台运输系统(Elevating Platform Transporters,EPTs)。这台有橡胶轮胎的运输工具可以使用电力驱动或由柴油引擎推动。柴油引擎驱动高架平台运输系统是用来运输运载火箭,从水平综合装配厂运到发射台。而电力驱动高架平台运输系统仅用在水平综合装配厂内使用,因为在水平综合装配厂内的移动需要非常精细[12] 。

运载火箭建造程序

波音公司制定一套德尔塔-4运载火箭的建造程序是为了减少制造成本和缩短在发射台上滞留时间。标准核心火箭是在阿拉巴马洲第开特的波音运载火箭制造工厂。经由M/V德尔塔水手号(M/V Delta Mariner)运送到发射地点,M/V德尔塔水手号也可以利用起重机装配或卸下货物。这台船也可以卸下标准核心引擎并加以翻转到水平综合装配厂内部。由于M/V德尔塔水手号的大小并不大,所以第一节和第二节要分开运送(可由一船次载达,但必须要拆解)。

各种测试结束以后,整台运载火箭会被翻转成水平于地面,到达发射台后,稳固发射台竖立器会将运载火箭举起到与地面垂直,并进入可动式服务塔进行发射倒数阶段(十多天)。同时也会视运载火箭需要加装石墨环氧基-60(GEM-60)固态辅助火箭,之后更进一步的测试完成后,酬载舱(酬载物已完全封闭在整流罩内)也会运抵发射台,经由可动式服务塔上的起重机将酬载物与其它部分运载火箭组装完成。最后在发射火箭的当天,可动式服务塔会从发射台旁移除,表示火箭已经准备好要进行发射[13] 。

德尔塔-4运载火箭发射记录

过去著名的发射记录

1.首次德尔塔-4运载火箭发射一颗Eutelsat W5通讯卫星,所使用的火箭是德尔塔-4中型+运载火箭(4,2),发射地点是卡纳维尔角空军基地,这颗Eutelast W5通讯卫星的旋转轨道是地球同步运载火箭,发射日期是2002年11月20日。

2.德尔塔-4重型运载火箭首次发射是在2004年10月,发射时间延后到2004年12月是因为坏天气所致。发射时,由于火箭飞行路线上有气穴现象(气窝现象),感应器指示耗尽所有燃料,导致辅助用标准核心火箭和中央的标准辅助火箭引擎提早停止推进。即使充足的液态氢/液态氧让RS-68火箭引擎重新点燃,依照原计划继续进行,但速度不足的结果已造成所以企图用第二节来弥补标准核心火箭的推进时间不足,让第二节的燃料用尽才脱离。此次德尔塔-4重型运载火箭的发射属于测试性质,它的酬载物包含:

样本卫星(DemoSat,Sat=Satellite)----6020千克;一个铝制的圆柱体内装满60根黄铜做的杆状物----原本预计放置在GEO轨道上;然而第一节标准核心火箭推进时间不足,这颗样本卫星并没有到达GEO轨道。

微卫星-2(NanoSat-2),预计送到低地球轨道----微卫星有两颗,重量分别为24千克和21千克,它们的昵称分别为史泼奇(Sparky)和洛夫(Ralphie)----原本预计一天内到达低地球轨道,但因为第一节标准核心火箭推进时间不足,这两颗微卫星并没有到达原定轨道[14]。

3.

2006年6月由德尔塔-4中型+运载火箭(4,2)发射NROL-22卫星NROL-22卫星,一颗军事机密卫星由美国国家级侦查部(National Reconnaissance Office,NRO)制造,在2006年6月由德尔塔-4中型+运载火箭(4,2)运载发射,这是德尔塔-4运载火箭首次在范登堡空军基地SLC-6发射台发射。

4.防御支援系统-23(DSP-23,Defense Support Program-23)卫星,是第一颗由德尔塔-4运载火箭商业酬载的卫星,也是联合发射同盟与德尔塔-4运载火箭首次签署的合约,此次发射也和马丁公司一起合作。防御支援系统-23卫星是第二十三颗也是最后一颗防御支援系统导弹警示系统的卫星(Defense Support Program missile-warning),发射地点在卡纳维尔角空军基地,时间是2007年11月11日1时50分00秒(格林威治标准时),2007年11月10日8时50分(美国东部标准时,EST)[15]。

计划发射

1.GOES-O卫星计划,此卫星属于一颗气象卫星,这颗卫星由美国国家大气管理局(NOAA)美国国家航空航天局(NASA),发射火箭型号是德尔塔-4中型+运载火箭(4,2),预计发射地点是卡纳维尔角空军基地,最近设定发射日期在2008年7月20日[16][17]。

2.NROL-26卫星,是一颗美国的军事机密卫星,预计由德尔塔-4重型运载火箭酬载,预测发射日期不早于2008年6月。

3.NROL-25卫星,是一颗美国的军事机密卫星,预计由德尔塔-4中型+运载火箭(5,2)酬载,最近预计在2008年8月发射。