델타 4 미디엄
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델타 4 미디엄은 미국의 유나이티드 론치 얼라이언스(이하 ULA)사의 발사체 라인업이다. 델타 발사체 라인업은 본래 1960년대에 만들어진 것에 뿌리를 두고 있으며, 오늘날에는 새로운 델타 로켓 시리즈가 보잉에 의해 제작되고 ULA 사에 의해 비행한다. 델타 4 발사체는 플로리다의 케이프 커내버럴과 캘리포니아의 반덴버그 공군기지에서 발사되고 있다. 델타 4 발사체들은 공통적으로 1단에 상용 부스터 코어(Common Booster Core)를 장착하고 있으며 4~5 미터의 저온 상단을 탑재하고 있다.
하지만 2019년 8월 GPS-IIIA 2호기 위성 발사미션을 끝으로 퇴역했다.
델타 4 미디엄(5,2/4)는 CBC라 불리우는, 공용 부스터 코어를 이용한다. 연료 탱크와 산화제 탱크는 알루미늄 격자 패턴 구조를 가지고 있다. 탱크는 추가적인 강도를 얻기 위하여 내부 종통재(Internal Stringer)를 사용하고 있으며 액체 산소 탱크는 유체의 흔들림을 막기 위한 anti-slosh형의 격벽을 이용하고 있다.
또한 1단은 저온 연료 탱크에 의해 어는 것을 막기 위해 폴리 우레탄폼이 덮여져 있다. 액체 산소 탱크의 길이는 약 9.4m로 171,750kg의 산화제를 영하 183도에서 보관하고 있다. 또한 액체 수소 탱크는 높이가 약 26.3m이며 29,500kg의 추진제를 영하 253도에서 탑재하고 있다.
1단의 추진은 세계에서 가장 강력한 액체 수소 엔진인 RS-68A 엔진에 의해서 이루어진다. 엔진은 우주왕복선에 사용되었던 RS-25 엔진과 비슷한 디자인을 채택하고 있지만, RS-25 엔진보다 부품 수를 80% 이상 감소시킨 버전이다. RS-68A 엔진은 또한 이전 버전인 RS-68 엔진보다 효율성을 향상시키기 위한 개량을 실시하였는데, 이를 위해 터빈의 노즐을 기존의 축대칭(axis-symmetric) 설계에서 3차원 노즐 설계로 전환하여 액체 산소와 액체 수소의 펌프 가동 능력을 향상시켰다. RS-68A 엔진은 이륙 시 약 2,950kN의 추력을 발생시키며 비추력은 409초이다. 엔진의 공중량은 6,747kg이며 노즐의 확장비는 21.5, 연료 혼합 비율은 5.97이다.
연소실의 압력은 약 196bar이며 연소 방식은 일반적인 가스 발생기식 사이클을 채택하고 있다.
델타 미디엄 5,2/4 버전에는 ATK 사에서 제조하는 각각 2개와 4개의 GEM-60 고체 부스터가 장착되어 있다. 부스터의 이륙시 중량은 33,798kg이며 높이는 15.2m, 직경은 1.5m이다. 연료로는 HTPB 결합제 계열의 연료를 사용하며 각각의 부스터는 90초 동안 827kN의 추력을 발생시킨다. 그래파이트-에폭시 소재를 사용하고 있는 GEM-60 모터는 19% 알루미늄을 포함한 QEY 계열 추진제를 사용한다. 모터는 ±5도의 벡터링 기능을 지원한다. 점화는 추진제 전방에 위치한 파이로 스테이터에 의해 이루어진다.
델타 4 미디엄의 상단에는 직경이 5m인 저온 액체 연료 상단이 이용된다. 상단은 약 27,220kg의 저온 추진제를 탑재하고 있다. 구조는 액체 수소 탱크가 액체 산소 탱크의 상단에 각각의 격벽을 두고 위치해 있으며 두 격벽 사이에는 액체 헬륨 탱크와 고도 조절용 연료 탱크, 그리고 비행 에비오닉스가 탑재되어 있다. 액체 산소 탱크는 길이가 4.0m이며 액체 수소 탱크는 4.8m이다. 저온 상단은 1개의 RL-10B-2 엔진에 의해서 추진한다. RL-10B-2 엔진은 수십 년의 역사를 가지고 있는 RL-10B 계열 엔진의 개량형으로 보다 더 확장된 노즐을 통해 이전보다 더욱 우수한 성능을 보여준다. 엔진은 약 110kN의 추력과 464초의 비추력 성능을 가지고 있으며 노즐 확장비는 250에 이른다. 엔진의 공중량은 277kg으로, 연료의 혼합비는 5.88이다.
엔진은 폐쇄형 사이클을 사용하고 있으며 이에 따라 터빈은 재생 냉각 시스템을 거치고 들어온 액체 수소 가스에 의해 작동되도록 설계되었다. RL-10 엔진은 초당 20.6kg의 액체 산소와 3.5kg의 액체 수소를 연소 시키고 있으며 액체 산소 탱크의 압력은 액체 헬륨에 의해, 액체 수소 탱크의 압력은 수소 가스에 의해 이루어진다. 초기 연료의 공급은 거의 진공에 가까운 연소실과 고압의 연료 탱크 사이의 압력 차에 의해 작동한다. 자세 제어Attitude Control을 위해서는 12개의 하이드라진 추력기를 사용하고 있으며 이 하이드라진 추력기는 약 1000초간 27N의 추력을 발생시킬 수 있다.
1. 개요
델타 4 미디엄은 미국의 유나이티드 론치 얼라이언스(이하 ULA)사의 발사체 라인업이다. 델타 발사체 라인업은 본래 1960년대에 만들어진 것에 뿌리를 두고 있으며, 오늘날에는 새로운 델타 로켓 시리즈가 보잉에 의해 제작되고 ULA 사에 의해 비행한다. 델타 4 발사체는 플로리다의 케이프 커내버럴과 캘리포니아의 반덴버그 공군기지에서 발사되고 있다. 델타 4 발사체들은 공통적으로 1단에 상용 부스터 코어(Common Booster Core)를 장착하고 있으며 4~5 미터의 저온 상단을 탑재하고 있다.
하지만 2019년 8월 GPS-IIIA 2호기 위성 발사미션을 끝으로 퇴역했다.
2. '''1단'''
델타 4 미디엄(5,2/4)는 CBC라 불리우는, 공용 부스터 코어를 이용한다. 연료 탱크와 산화제 탱크는 알루미늄 격자 패턴 구조를 가지고 있다. 탱크는 추가적인 강도를 얻기 위하여 내부 종통재(Internal Stringer)를 사용하고 있으며 액체 산소 탱크는 유체의 흔들림을 막기 위한 anti-slosh형의 격벽을 이용하고 있다.
또한 1단은 저온 연료 탱크에 의해 어는 것을 막기 위해 폴리 우레탄폼이 덮여져 있다. 액체 산소 탱크의 길이는 약 9.4m로 171,750kg의 산화제를 영하 183도에서 보관하고 있다. 또한 액체 수소 탱크는 높이가 약 26.3m이며 29,500kg의 추진제를 영하 253도에서 탑재하고 있다.
1단의 추진은 세계에서 가장 강력한 액체 수소 엔진인 RS-68A 엔진에 의해서 이루어진다. 엔진은 우주왕복선에 사용되었던 RS-25 엔진과 비슷한 디자인을 채택하고 있지만, RS-25 엔진보다 부품 수를 80% 이상 감소시킨 버전이다. RS-68A 엔진은 또한 이전 버전인 RS-68 엔진보다 효율성을 향상시키기 위한 개량을 실시하였는데, 이를 위해 터빈의 노즐을 기존의 축대칭(axis-symmetric) 설계에서 3차원 노즐 설계로 전환하여 액체 산소와 액체 수소의 펌프 가동 능력을 향상시켰다. RS-68A 엔진은 이륙 시 약 2,950kN의 추력을 발생시키며 비추력은 409초이다. 엔진의 공중량은 6,747kg이며 노즐의 확장비는 21.5, 연료 혼합 비율은 5.97이다.
연소실의 압력은 약 196bar이며 연소 방식은 일반적인 가스 발생기식 사이클을 채택하고 있다.
3. '''GEM-60 고체 부스터'''
델타 미디엄 5,2/4 버전에는 ATK 사에서 제조하는 각각 2개와 4개의 GEM-60 고체 부스터가 장착되어 있다. 부스터의 이륙시 중량은 33,798kg이며 높이는 15.2m, 직경은 1.5m이다. 연료로는 HTPB 결합제 계열의 연료를 사용하며 각각의 부스터는 90초 동안 827kN의 추력을 발생시킨다. 그래파이트-에폭시 소재를 사용하고 있는 GEM-60 모터는 19% 알루미늄을 포함한 QEY 계열 추진제를 사용한다. 모터는 ±5도의 벡터링 기능을 지원한다. 점화는 추진제 전방에 위치한 파이로 스테이터에 의해 이루어진다.
4. '''델타 저온 상단'''
델타 4 미디엄의 상단에는 직경이 5m인 저온 액체 연료 상단이 이용된다. 상단은 약 27,220kg의 저온 추진제를 탑재하고 있다. 구조는 액체 수소 탱크가 액체 산소 탱크의 상단에 각각의 격벽을 두고 위치해 있으며 두 격벽 사이에는 액체 헬륨 탱크와 고도 조절용 연료 탱크, 그리고 비행 에비오닉스가 탑재되어 있다. 액체 산소 탱크는 길이가 4.0m이며 액체 수소 탱크는 4.8m이다. 저온 상단은 1개의 RL-10B-2 엔진에 의해서 추진한다. RL-10B-2 엔진은 수십 년의 역사를 가지고 있는 RL-10B 계열 엔진의 개량형으로 보다 더 확장된 노즐을 통해 이전보다 더욱 우수한 성능을 보여준다. 엔진은 약 110kN의 추력과 464초의 비추력 성능을 가지고 있으며 노즐 확장비는 250에 이른다. 엔진의 공중량은 277kg으로, 연료의 혼합비는 5.88이다.
엔진은 폐쇄형 사이클을 사용하고 있으며 이에 따라 터빈은 재생 냉각 시스템을 거치고 들어온 액체 수소 가스에 의해 작동되도록 설계되었다. RL-10 엔진은 초당 20.6kg의 액체 산소와 3.5kg의 액체 수소를 연소 시키고 있으며 액체 산소 탱크의 압력은 액체 헬륨에 의해, 액체 수소 탱크의 압력은 수소 가스에 의해 이루어진다. 초기 연료의 공급은 거의 진공에 가까운 연소실과 고압의 연료 탱크 사이의 압력 차에 의해 작동한다. 자세 제어Attitude Control을 위해서는 12개의 하이드라진 추력기를 사용하고 있으며 이 하이드라진 추력기는 약 1000초간 27N의 추력을 발생시킬 수 있다.