Ракета "Союз": описание, история, стартиране и интересни факти

Союз е серия от съветски тристепенни ракети-носители, които от няколко десетилетия остават най-добрите средства за изстрелване на космически кораби от различен тип и цели в земната орбита. Успешните разработки в областта на ракетното производство ни позволиха да създадем ракетно превозно средство с добра енергийна ефективност и голям потенциал за модернизация.

описание

Soyuz е бустер среден клас, предназначен за пускане в ниска Земна орбита космически кораби от типа Прогрес и Союз, както и изследователски (ресурсен, фотонен) и социално-икономически космически кораб с автоматичен контрол. Тристепенната ракета-носител (LV) Soyuz се основава на ракетата R-7 и следователно принадлежи към семейството на тези ракети с добавянето на третия етап.

Тя е разработена и произведена в ОКБ-1 (сега ЦСКБ-Прогрес). Ръководителите на проекта бяха Королев С.П. и Козлов Д. И. Работата на серия стартиращи превозни средства започна през 1963 г. и по аналогия с модела, на който се основава новият превозвач, те все още се наричаха "Изгрев". От 1966 г. името "Съюз" официално влиза в употреба. През следващите няколко десетилетия, до 2000-те, ракетата "Союз" беше подложена на няколко модификации.

История на сътворението

Историята на сътворението започна много преди първото изстрелване. Началото беше решението на Централния комитет на КПСС за необходимостта от разработване на нова междуконтинентална балистична ракета, която може да достави термоядрен заряд на значително разстояние в хиляди километри. След няколко години на развитие, задачата беше завършена. Междуконтиненталната двуетапна ракета на новия модел ICBM R-7A влезе в експлоатация със специално създадена единица от ракетните сили. Първото изстрелване стана през 1959 година. В различни версии, R-7 е в експлоатация само за 10 години, но благодарение на високия си потенциал за модернизация и успешен дизайн, той стана основа за цялото семейство космически ракети-носители.

Още след първия полет с пилотирани полети, като част от по-дългата полетна програма, започна разработването на нова ракета, базирана на R-7. Проблемът беше, че всички ракети на Съветския съюз по това време, включително Восход, не бяха подходящи за работа в рамките, определени от проекта. В допълнение към увеличаването на продължителността на полета, новата ракета трябва да е въвела система за спешно спасяване на екипажа в случай на извънредна ситуация, която не е била предвидена за издигането.

Основата за проектирането на новата средна класа ракета на семейството R-7 е вече експлоатираните носители Voskhod и R-7A. Новият RN получи името "Union" и индекса 11A511. Тази тристепенна ракета е била използвана за пускане на корабите „Союз“ и „Прогрес“. За първи път стартирането на ракетата "Союз" е извършено през 1966 година.

характеристики на

Дължината на ракетната инсталация Союз зависи от вида на космическия кораб, доставян в космоса, но не надвишава 50,67 м. Разрезът е 10,3 м, а напречните размери са разстоянието между краищата на кормилото на въздуха. Пълната маса на ракетата "Союз" в натоварено състояние (стартиране) е 308 т. Максималното тегло на горивото е 274 т. Максималното, т.нар. апарат. Общата тяга, развита от PH: 413 тона сила на морското равнище и над 500 тона сила във вакуум. Ракетата "Союз 11А511" е в състояние да постави 7 тона полезни товари в земната орбита, а полетното време на ракетата е около 9 минути.

Характеристики на дизайна 11А511

Ракетата "Союз 11А511" се състои от три етапа с ускорители на първите "В", "С", "G" и "D", два блока "А" и "I" (втори и трети етап), обтекател на глава, полезен адаптер екипаж на системи за товарни и аварийно-спасителни системи (SAS). Проектът използва модернизираните двигатели на двустепенната ракета MBR R-7A и тристепенната ракета-носител "Восход". Първоначално бе осъществена модернизацията на блока от третия етап, което позволи да се подобрят енергийните показатели на ЛЗ, а по-късно бяха доразвити и други етапи. Външният им вид не се е променил, но съдържанието и възможностите са станали нови:

• На блок “А” е инсталирана нова телеметрична система.
• Мрежата за управление на кабели се заменя с по-лека.
• Наклонът на орбитата на кораба спрямо екваториалната равнина се намалява с повече от 10 ^o .
• Намалява дължината и теглото на кабелната мрежова единица "А".
• Подменени са двигателите на блока "А".
• Укрепва силата на някои елементи от първия етап.

Като цяло, навън, ракетата-носител "Союз" се различава от предишните ракети-носители - на първо място, с обтекателя на главата с четири стабилизатора и коничната форма на блоковете от първи етап, както и наличието на алармена система отгоре.

Стъпки RN "Съюз"

Двата етапа на ракетата са сходни с ракетите-носители на Восток, но с редица подобрения. Първият етап на ракетата се състои от 4 странични конични ускорителни блока. На всеки ускорител са монтирани автономни двигатели. Разделянето на ускорителните единици по време на пускане се извършва на около 118 секунди от ракетен полет. Масата на страничния агрегат без гориво е не повече от 3,75 тона, теглото на горивото е 155-160 тона.

Вторият етап включва централен блок "А" с гориво и полезен товар. Масата без гориво е не повече от 6 тона, горивото е 90-95 тона, а вторият етап е отделен от ракетата за около 278 секунди полет.

Третият, модифициран етап е модернизираният I блок на Восход 11А57 с обща дължина 6.7 м и диаметър 2.66 м. Оборудван с 4-камерен ракетен двигател с едно гориво с един турбокомпресор. Общо тегло 25 тона

Ракета "Союз" - горивни и задвижващи системи

Използваното гориво за двигателите на всички етапи е идентично - керосин Т-1. Като окислител се използва течен кислород. Това е силно експлозивно вещество, но не е токсично. Малко количество течен азот и водороден пероксид бяха използвани за работата на спомагателните системи.

За първия етап, четири 4-камерни ракетни двигателя с течно гориво (течен ракетни двигатели) RD-107 8D728. Всеки двигател на ракета "Союз" на първия етап имаше 4 главни неподвижни горивни камери и 2 кормилни пръта на шарнирни окачвания. Брутното тегло на двигателя е 1300 кг.

Контролът на втория етап на ракетата "Союз" е двигател LRE RD-108, състоящ се от 4 фиксирани и 4 въртящи се камери с отклонение от 350, които са били изпълнителните органи на ракетния контрол и са използвани за контрол на положението на ракетата в пространството. Това е двигател с отворен цикъл и системи за генериране на газове с тегло 1195 кг.

За третия етап - високо надежден LRE RD-0110 11D55. Това е двигател с отворен цикъл с турбокомпресорно гориво, създаден в ОКБ-154 под командването на С. А. Косберг също имаше 4 главни и 4 ротационни горивни камери. Ограничаващото време на непрекъсната работа е 250 секунди.

Аварийна спасителна система

При разработването на ракетата-носител „Союз“ една от ключовите задачи на дизайнерите беше да се създаде система за спасяване на екипажа в случай на авария. В резултат на това е разработена и внедрена аварийна спасителна система (SAS), която е била активирана преди пускането на ракетата и, ако е необходимо, е предвидена за спасяването на екипажа в началото или на която и да е част от полета.

Системата осигурява отстраняването от ракетата на главното устройство с екипажа на безопасно място заедно с обтекателя, спускането и апаратурата на инструмента-агрегата. За целта бяха монтирани сплит ракетни двигатели на главата, работещи на твърдо гориво в комбинация с четири малки контролни двигателя. В самия връх на обтекателя на главата имаше малък двигател, чиято задача беше да отклони целия модул настрани след работа на системата за разделно задвижване. Такава система е станала типична за всички "съюзи".

модификации

Впоследствие PH 11A511 имаше 3 модификации:

• "Союз-Л" - е предназначен за изстрелване на лунния комплекс H1-LZ. Външната разлика на този ракетен носител е необичайната форма на обтекателя на главата. Имаше три изстрела на този ракетен носител с космически кораб от серията “Космос” 379, 398 и 434.
• "Союз-М" е развитието на Кюбишевския клон на ЦКБЕМ за изстрелване на специални разузнавателни средства на сериите Зенит (4М, 4МТ, Орион) и Союз 7К-VI военни изследователски кораби в орбита на Земята. Осем пускания на тази модификация бяха направени от космодрома Плесецк.
• Soyuz-U е последната модификация на базата на PH 11A511. При разработването на този превозвач бяха взети под внимание и разработките, които вече са използвани в модификациите на Союз-Л и Союз-М. Този ракетен носител е проектиран през 70-те години и е предназначен предимно за пускане на пилотиран и безпилотен транспортен кораб "Прогрес". С помощта на тази ракета, много от вътрешните и чужди космически кораби от такива серии като Космос, Фотон, Ресурс-Ф и Бион бяха пуснати в космоса. Основната разлика между Союз-U е подобрените енергийни характеристики на дистанционното управление на етапи 1 и 2. Тази вариация на ракетата беше считана за една от най-успешните и дълго време беше най-популярната. Стартирането му е извършено 771 пъти.

С модернизирането на Союз-У в ЦСКБ-Прогрес беше създаден ракетният носител „Союз-2“, който се отличаваше с повишена товароносимост и успя да постави 9 200 кг полезен товар в земната орбита. Впоследствие на база "Союз-2" се произвежда цялото семейство ракети-носители "Союз-СТ", които се отличават с модифицирана система за управление. Най-новата модификация на ракетната инсталация "Союз-U" е ракетата "Союз-ФГ", създадена през 2001 година.

Започва

Ракетата-носител "Союз" започна успешно пускането на изкуствени спътници в космоса през 1966 година. Първоначално това бяха устройства от космически кораби, а по-късно пилотирани космически кораби. През първите 10 години от експлоатацията на ракетата-носител 11А511 бяха проведени 32 пускания от космодрома Байконур, 30 бяха успешни.

Впоследствие бяха създадени няколко модификации на базата на ракетната пускова установка Союз за изпълнение на различни задачи, предимно за изстрелване на вътрешни и чужди космически кораби за различни цели. За пускане на ракетата-носител на Союз бяха създадени 7 пускови площадки:

• Байконур - 2 обекта.
• Плесецк - 3.
• Космически център Гвиана (Френска Гвиана) - 1.
• Космодром "Восточен" - 1.

Общият брой на пусканията на „Союз” е 1020. В края на 2016 г. са завършени общо 44 пуска на СОУ 2.1а и Союз 2.1b LV.

Факти и инциденти

Една от мисиите на Soyuz 11A511 е способността да се пуска пилотиран космически кораб с екипаж в орбитата на Луната. За тази цел е планирано да се създаде цял комплекс от пилотирани кораби, танкерни танкери и горна фаза в околоземната орбита. Всички елементи бяха поставени в орбита с помощта на Союз.

Имаше само два инцидента в изстрелването на ракетата "Союз". През декември 1966 г., по време на предварителната подготовка, пирозапалът не работи и автоматизацията отменя старта. Персоналът започна процедурата по изхвърляне на гориво, но след 27 минути SAS работи, което остава активно през цялото време. Причината за операцията е въртенето на Земята, в резултат на което сензорите регистрират ъгловото отклонение на позицията на кораба и активират алармената система. В резултат на това, след като главната част е била изключена от тръбопроводите, охлаждащата течност се разляла и се запалила, последвана от серия от експлозии. Един човек е бил убит от задушаване, а двама са били убити от наранявания, а оборудването е повредено.

През 1975 г., когато кораб е бил пуснат в орбита на височина от 150 км, неуспехът на автоматизацията кара кораба да се отдели от ракетата-носител. Превозното средство с екипажа се спусна по планински склон в Алтай и се търкаля. Астронавтите бяха спасени от парашут, който не стреляха, хванати на дърво. Никой от екипажа не беше наранен.

Ракета Союз сега

Бяха разработени общо 10 модификации на ракетата-носител "Союз". Днес, с помощта на превозвача "Союз-U", стартират товарни кораби. В края на 2016 г. стартира апаратът Прогрес МС-04 с ракетата-носител Союз-U. Най-голямо внимание на съвременната местна аерокосмическа индустрия е отделено на развитието на ракетната инсталация Союз-2.1а. Работата по модернизирането на тази ракета-носител започна през 90-те години. Разработени и инсталирани са нови двигатели, въведена е нова телеметрична система, автоматизиран е процесът на подготовка за тест и подготовка преди старта. В резултат на това бяха подобрени общите характеристики на апарата и точността на пускане в орбита.