Двигатели для ракеты-носителя «Союз-5» будут готовы в 2021 году. Двигатели ракеты союз


Ракета-носитель Союз (Байконур): myauu

Памятник "Ракета-носитель Союз" находится на улице Королёва в городе Байконур Кызыл-ординской области республики Казахстан.Доступ свободный (если так можно сказать о памятнике в закрытом городе), высокий человек может даже потрогать.Залезть сложно. Охраны нет.Состояние памятника - хорошее, недавно отреставрирован.Дата съёмки - 12 июля 2015 года.

01.Все фото кликабельны до 3648х2736.

02. На постаменте с 1981 года находится ракета "Союз-У"."МОНУМЕНТ УСТАНОВЛЕН В ЧЕСТЬ 20-ЛЕТИЯ КОСМИЧЕСКОЙ ЭРЫ"

"Союз-У" — трёхступенчатая ракета-носитель (РН) среднего класса из семейства Р-7. Предназначена для выведения на околоземную орбиту космических аппаратов народно-хозяйственного, научно-исследовательского ("Ресурс-Ф", "Фотон") и специального назначения (спутники серии "Космос"), а также пилотируемых и грузовых космических кораблей серий "Союз" и "Прогресс". Являлсь модификацией ракеты-носителя "Союз".Отличие РН "Союз-У" от предшественников заключалось в применении двигателей первой и второй ступеней с повышенными энергетическими характеристиками, что позволяло выводить на орбиту больше полезного груза.РН предназначалась для замены всех остальных ракет семейства Р-7, за исключением РН "Молния", поэтому получила название Союз-Унифицированный.Эксплуатировалась с 1973 года и является самой массовой в истории (всего произведён 771 пуск).

Первый пуск состоялся 18 мая 1973 года.По данным производителя - находится в эксплуатации и в 2016 году.Подтверждённый показатель эксплуатационной надежности ракеты-носителя "Союз-У" составляет 0,985.

Компоновочная схема ракеты:

03. Всего у ракеты три ступени. То есть, три различные полётные конфигурации, используемые одна за другой.

04. Со старта ракета уходит в том же виде, что и стоит на памятнике (конечно не лежащей, а поднятой в вертикальное положение) .Её поднимают двадцать маршевых ракетных двигателей (большие красные круглые сопла)

05. Каждая из четырёх внешних групп двигателей имеет собственные баки топлива (керосин) и окислителя (кислород), находящиеся в длинных конусах Боковых блоках (жёлтый низ, белая середина, красный верх).Комплект из четырёх таких конусов образует "пакет" первой ступени.Эти блоки называются Ускорители "Б", "В", "Г" и "Д".Сухая масса конструкции бокового блока составляла не более 3,75 т. В боковые блоки перед стартом заправляли 155—160 тонн топлива и окислителя.Первая ступень нужна, чтобы оторвать ракету от земли и поднять в верхние слои атмосферы, прорвавшись через плотный приземный слой воздуха.

06. Когда ракета поднималась достаточно высоко (примерно через 118 секунд после старта) боковые блоки отделялись.Наступало время второй ступени.Вторая ступень включала массу конструкций центрального блока "А" с полезной нагрузкой и топливом, остающимся в баках блока после окончания работы первой ступени. Сухая масса конструкции бокового блока "А" составляла не более чем 6 т. В центральный блок перед стартом заправляли в общей сложности не более чем 90—95 тонн топлива.Отделение второй ступени происходило примерно на 278 секунде после старта.Вторая ступень нужна, чтобы доставить ракету к верхней границе атмосферы и разогнать её почти до первой космической скорости.

07. Вторая ступень это центральная труба от низа ракеты до решетчатой конструкции.На снимке хорошо видно, что боковые блоки и центральный соединены только в двух точках - верхней (красные конусы) и нижней.

08. Решётчатая конструкция - Переходная ферма, отстреливалась вместе с отработавшей второй ступенью.

09. После отделения второй ступени, включался двигатель третьей (Блок "И").Он разгонял ракету до первой космической скорости (7,9 км/с) и направлял на нужную орбиту.Максимальное время работы двигателя третьей ступени - 250 секунд.Получается, что вывод ракеты в космос занимает не более 528 секунд (8 минут и 48 секунд).

10. Третья ступень занимает место от переходной фермы до начала расширения головного обтекателя (и серого кольца, обхватывающего и удерживающего памятник).Головным обтекателем, чуть более толстым, чем третья ступень, укрыт космический корабль.Головной обтекатель сбрасывается в верхних слоях атмосферы

11. На самом верху ракеты находитcя тонкая штанга двигателей системы аварийного спасения (САС).Эта система нужна для спасения экипажа в случае аварии на старте или в начале полёта.

12. При срабатывании САС, космический корабль отделяется от РН и улетает в сторону и вверх.После чего происходит его посадка на парашюте.Большие квадратные решётки отклоняются вниз на шарнире и выполняют роль стабилизаторов (как перья на стрелах).

13. Двигатели и управление. У первой и второй ступеней они находятся вместе, в самой нижней точке ракеты.

14. 20 маршевых двигателей, 12 рулевых и четыре аэродинамических руля.Четыре одинаковых блока по бокам - первая ступень.Центральный блок - вторая ступень.На старте они работают все вместе.Затем боковые блоки отделяются, оставляя работать только центральный.

15. Четыре больших двигателя - маршевые РД-117 на боковых блоках и РД-118 на центральном - они разгоняют ракету.Два маленьких - рулевые - управляют её движением по наклону и вращению.

16. Чтобы понять сложность задачи наведения и управления ракетой можно поставить простой опыт.Возьмите обычный простой карандаш.Сядьте на пол.Поставьте карандаш тупым концом на ладонь (не держать пальцами, а именно торцом на раскрытую ладонь).Встаньте не уронив карандаша и не сжимая ладонь, только на балансировке.

Этот пример очень близок по физической сути к полёту ракеты.

И ракетные двигатели и ваша ладонь толкают длинный цилиндрический предмет вверх.Центр тяжести предмета гораздо выше той точки, которую вы можете толкать вверх.Предмет постоянно пытается наклониться и вам приходится непрерывно двигать ладонью, чтобы он хоть как-то сохранял "стоячее" положение.

Вместо движений ладони у ракеты есть качающиеся рулевые двигатели, соединённые с системой управления (СУ), которая отклоняет их в нужный момент.

СУ - аналоговая. Никаких компьютеров, чистая электроника сопротивлений, ёмкостей, индуктивностей и реле.

Цифровые компьютерные системы появились на следующей модификации РН - "Союз-2", успешно летающей с 2004 года.

На снимке хорошо видно красное сопло даигателя, а так же форсунку подачи топлива и окислителя в его центре.Приводы отклоняющие двигатель видны в левом верхнем углу снимка и на предыдущем кадре.

17. В самом начале полёта, когда воздух ещё достаточно плотный, используются аэродинамические рули - отклоняемые СУ "крылышки".

18. Когда первая ступень отрабатывает до конца происходит отделение боковых блоков.Штанги с пироболтами, соединяющие боковые блоки.Пироболты взрывались по команде СУ и блоки отваливались от ракеты.

19. На старте ракета "подвешивалась", а не "ставилась".За верхнюю часть боковых блоков.При взлёте боковые опоры стартового стола выходили из разъёма и ракета "освобождалась из оков".Схема похожа на вертикально установленную зубцами вверх вилку с нанизанной сарделькой.Если потянуть сардельку вверх, то она соскользнёт почти без усилий.Система хороша тем, что не требует никакой автоматики и управления.Ракета пошла вверх и сразу освободилась.Сама.

20. Скамейка, зелень, ракета и плюс сорок пять.

Ссылки:WikimapiaФото на YandexKMZ-файл

Координаты:45°37'41.95"С63°19'15.46"В

myauu.livejournal.com

Союз-2 (семейство ракет-носителей) — WiKi

Планируется, что на смену ракетам «Союз-2» придет семейство ракет «Союз-5» («Феникс»), головным разработчиком которого является РКЦ «Прогресс».

При разработке семейства «Союз-5» был использован задел по программе «Русь-М»[3].

Основной вариант — двухступенчатая РН среднего класса «Союз-5.1» тандемной схемы на компонентах топлива сжиженный природный газ и жидкий кислород и с массой полезной нагрузки около 8,5 тонн. Существуют также другие варианты, в том числе на другие массы полезных нагрузок, а также с использованием керосина в качестве топлива.

По состоянию на январь 2016 года по теме «Союз-5» завершено эскизное проектирование[4], которое в отличие от проведенной до него НИР, выполнялось в инициативном порядке.

В дальнейшем, в рамках Федеральной космической программы на 2016—2025 годы ожидается формирование требований Роскосмоса к космическому ракетному комплексу «Феникс» (запланировано на 2016—2017 годы) и проведение опытно-конструкторских работ (с 2018 года)[5] с использованием задела по комплексу «Союз-5»[3].

Кроме того, в рамках работ ФКП 2016—2025 «по разработке ключевых элементов и технологий создания космического ракетного комплекса сверхтяжелого класса» предполагается, что в качестве боковых блоков (первой ступени) перспективной российской РН сверхтяжелого класса будут адаптированы блоки первой ступени РН «Феникс»[6] (аналогично тому, как это было сделано с блоками РН «Зенит» для РН «Энергия»), которые, по предварительной информации, будут иметь ряд принципиальных отличий от блоков первой ступени базовой РН «Союз-5.1», в частности, за счет использования ЖРД типа РД-171 вместо РД0164[6] . Ожидается, что Роскосмос примет решение о создании сверхтяжелой ракеты-носителя на базе «Феникса» в 2017 году[7].

Также, по предварительным данным, в настоящее время тема «Феникс» рассматривается как научно-технический задел по созданию новой ракеты-носителя для пилотируемой программы в размерности ракеты «Зенит»[8]. В дальнейшем, перспективная РН получит окончательное имя в честь одной из рек Сибири и Дальнего Востока[9].

Семейство состоит из нескольких модификаций РН (ранее предполагалось, что это будут последовательные этапы модернизации одной ракеты):

«Союз-2.1а»

Первая модификация предусматривала замену двух[18] аналоговых систем управления на единую цифровую российского производства, что позволило значительно повысить точность выведения, устойчивость и управляемость ракеты, кроме того снизило зависимость от импортных комплектующих при производстве РН. Применение новой системы управления позволило использовать увеличенные головные обтекатели и соответственно увеличить габариты полезной нагрузки. Новая система управления распределена по всей ракете: на третьей ступени установлены БЦВМ, навигационные приборы и оборудование преобразования информации с датчиков и формирования команд для элементов управления третьей ступени, оборудование преобразования информации с датчиков и формирования команд для элементов управления остальных блоков (центрального и боковых) размещены непосредственно в этих блоках, преобразовательное оборудование связано с БЦВМ по кодовым линиям связи.

На этом этапе предусмотрено также использование модернизированных (относительно «Союз-У») двигателей на блоках первой и второй ступеней — с целью повышения эффективности двигателей применены новые форсуночные головки, обеспечивающие более эффективное смесеобразование, что приводит к увеличению выводимой полезной нагрузки (на низкую орбиту) примерно на 300 кг. Конструкция третьей ступени рассчитана на применение обоих типов двигателей, как РД-0110, использовавшийся и на предыдущих модификациях, так и на РД-0124. Соотношение объёмов баков О и Г изменено с учётом требований для двигателя РД-0124, в результате чего бак керосина приобрёл слегка «чечевицеобразную» форму.

Данная модификация может применяться как самостоятельно, так и с использованием разгонного блока Фрегат.

Список пусков РН «Союз-2.1а»

«Союз-2.1б»

  Союз-2.1б перед запуском на космодроме «Плесецк». 17 июня 2018 года.

В ракете-носителе «Союз-2.1б»[19], по сравнению с вариантом «Союз-2.1а», в качестве двигателя третьей ступени используется РД-0124 разработки КБ Химавтоматики с повышенным удельным импульсом до 359 с и улучшенной управляемостью за счёт возможности изменения вектора тяги основных камер вместо применения малоэффективных рулевых сопел на затурбинном («мятом») газе. Применение другого типа горючего (керосин РГ-1 вместо керосина Т-1) привело к изменению соотношения объёмов заправляемых компонентов и, как следствие, к переработке конструкции блока И.

Данная модификация может применяться как самостоятельно, так и с использованием разгонного блока Фрегат.

Данная модификация проще (содержит меньше элементов) чем 1а, из-за применения более совершенного двигателя и способна заменить 1а во всех вариантах применения. Её недостатки проистекают из её преимуществ: новый двигатель делает модификацию дороже из-за необходимости окупания затрат на ОКР, он заметно более материалоёмок, и он же не позволяет распространить статистику успешных пусков «Союз-У» и «Союз-ФГ» на данную модификацию ракеты, что пока не позволяет применять её в особо ответственных областях, например, в пилотируемой космонавтике.

В декабре 2017 года был осуществлен первый запуск ракеты «Союз-2.1б», которая вывела на орбиту спутник Министерства обороны.[20]

17 июня 2018 года ракета «Союз-2.1б» с навигационным спутником «Глонасс-М» стартовала с космодрома Плесецк (Архангельская область).[20]

«Союз-СТ-А»

Для обеспечения коммерческих запусков с космодрома Куру на базе ракеты-носителя «Союз-2.1а» создана модифицированная ракета-носитель «Союз-СТ» (Союз-СТА). Основные отличия ракеты от базового варианта — доработка системы управления под приём телекоманд с земли на прекращение полёта, доработка телеметрии под европейские наземные станции приёма телеметрической информации и доработка под среду эксплуатации (высокая влажность, морская перевозка и др.).

Основные отличия между СТА и 1а лежат в технологии подготовки и запуска РН из Куру относительно применяемых в Плесецке и Байконуре.

Первый запуск «Союз-СТ-А» состоялся 17 декабря 2011 года[21]. Первая партия российского оборудования для стартового комплекса ракет-носителей «Союз» прибыла в Куру в 2008 году. В начале 2011 года проведены комплексные испытания старта.

Предполагавшаяся по завершении комплексных испытаний пусковая кампания отложена из-за отсутствия или неготовности полезной нагрузки.

«Союз-СТ-Б»

Вариант «Союз-СТ» для запуска с космодрома Куру на базе «Союз-2.1б», отличия аналогичны отличиям между СТА и «Союз-2.1а». Первый запуск «Союз-СТБ» произведён с космодрома Куру 21 октября 2011 года[22].

«Союз-2.1в»

Является ракетой лёгкого класса, с грузоподъёмностью порядка 2800 кг на низкую (200 км) околоземную орбиту. Модификация ранее была известна как «Союз-1». Является глубокой модернизацией ракеты «Союз-2.1б», кроме того, двухступенчатой, без использования четырёх боковых блоков.

По сравнению с вариантом «Союз-2.1б» в качестве двигателя центрального блока используется жидкостный ракетный двигатель закрытого цикла НК-33-1 разработки СНТК имени Н. Д. Кузнецова, обладающий более чем вдвое большей тягой, по сравнению с используемым на «Союз-2.1а» и «Союз-2.1б» РД-108А. Эскизный проект доработан в плане использования в качестве маршевого двигателя первой ступени двигателя НК-33-1 без форсирования, установки узла качания и рулевых машин. В апреле 2013 года Владимир Солнцев (НПО «Энергомаш») сообщил, что производство НК-33 возобновляться не будет: по исчерпанию запаса старых двигателей (около 20 штук) на носитель будет устанавливаться новый двигатель РД-193, разрабатываемый на основе РД-191 и планируемый к серийному выпуску в 2014 году[26]. В качестве рулевого двигателя будет использована специальная версия двигателя РД-0110 с третьей ступени РН «Союз», при этом 4 камеры РД-0110Р (Р — «рулевой») будут расположены вокруг двигателя центрального блока. Кроме того, исключаются боковые блоки.

Данная модификация использует унифицированные с остальными вариантами ракет-носителей «Союз-2.1» стартовый комплекс и систему управления.

«Союз-2.1в» может использоваться с блоком выведения «Волга», разрабатываемым «ЦСКБ-Прогресс». Блок имеет двигательную установку на компонентах НДМГ/АТ, развивающую тягу 2,94 кН (0,3 тс) и обеспечивающую удельный импульс 307 с. Длина блока 1,025 м, диаметр 2,72-3,2 м. Стартовая масса 1140—1740 кг, сухая — 840 кг. Масса выводимой полезной нагрузки на ССО — 1500 кг[15].

В случае успешных испытаний и введения в эксплуатацию будет конкурировать с ракетами Ангара-1 и Вега.

По состоянию на июнь 2013 года успешно завершились огневые испытания блока первой ступени[27].

Первый запуск РН «Союз-2.1в», первоначально запланированный[28] на 4-й квартал 2012 года с космодрома «Плесецк», неоднократно переносился[29][30] и, наконец, состоялся 28 декабря 2013 года[24]. Второй запуск с космодрома «Плесецк» состоялся 5 декабря 2015 года[31]. Первоначально он трактовался как «частичный успех», однако 20 января 2016 года Роскосмос подтвердил утерю спутника «Канопус-СТ» из-за нештатной ситуации: по предварительной информации, космический аппарат не смог отделиться от разгонного блока, вследствие чего вся связка начала двигаться по неверной траектории[32]. Однако, обе ступени собственно ракеты-носителя отработали вполне успешно. Поэтому запуск можно считать частично-успешным. Третий запуск ракеты «Союза-2.1в» с двигателем НК-33 запланирован на апрель 2016 года[33].

Фотографии модели РН «Союз-2.1в»
  • Общий вид РН «Союз-2.1в».

  • Вид головной части РН «Союз-2.1в».

«Союз-2ЛК»

Ракета-носитель лёгкого класса. Ракета представляет собой две первые ступени («пакет») РН типа «Союз-2» с установленным на них в качестве верхней ступени разгонным блоком «Фрегат»[34]. Такая ракета, фактически, будет являться прямой заменой ракеты «Восток-2М», использовавшейся для запуска спутников на ССО — третья ступень старой ракеты по энергетическим характеристикам близка к разгонному блоку «Фрегат». В СССР ракета «Восток-2М» была частично вытеснена более лёгкой и дешёвой ракетой «Циклон», производство которой находилось на Украине, поэтому сейчас возобновление эксплуатации ракеты «Циклон» невозможно.

Данные в этом разделе приведены по состоянию на март 2011 года.

Вы можете помочь, обновив информацию в статье.

  Участники испытаний в одной из пультовых — у пульта СУ РН «Союз-2».

Лётные испытания РН модификации 1а начались в октябре 2004 года и завершены пуском КА Меридиан-3 в ноябре 2010 года.

Лётные испытания модификации 1б начались в декабре 2006 года и завершены пуском КА «Ресурс-П» № 1 в июне 2013 года. Ряд заключительных пусков данной модификации в этот период времени проводился вне программы лётных испытаний.

Испытания модификаций СТ-А и СТ-Б в части бортового оборудования, агрегатов и узлов, а также адаптации для использования с обтекателем типа СТ, были совмещены с соответствующими испытаниями модификаций 1а и 1б. Испытания модификаций СТ-А и СТ-Б в собранном виде начались в мае 2010 года с испытаний на технической позиции. На настоящий момент (февраль 2016 года) обе РН находятся в штатной эксплуатации.

Лётные испытания модификации 1в начались в декабре 2013 года пуском КА «АИСТ» и двух калибровочных сфер «СКРЛ-756».

Всего на начало 2011 в рамках испытаний произведено 10 пусков (6 — модификации 1а, 4 — модификации 1б). Все пуски в рамках лётных испытаний, за исключением первого пуска модификации 1а, производились с выведением коммерческой полезной нагрузки.

Ожидаемый объём лётных испытаний — не менее чем по 5 пусков для каждой модификации.

Лётные испытания модификаций 1а и 1б завершены в 2015 году. 28 декабря 2015 г. Государственная комиссия по проведению летных испытаний средств выведения космических аппаратов постановила, что программа испытаний была полностью выполнена, результаты признаны положительными, комплекс ракеты-носителя «Союз-2» этапов 1а и 1б могут быть переданы в штатную эксплуатацию[39].

ru-wiki.org

Ракета-носитель «Союз-ФГ» | Космонавт Олег Германович Артемьев

Ракета-носитель (РН) «Союз-ФГ» является дальнейшей модификацией серийной ракеты «Союз». Модернизация серийной РН «Союз» заключается в использовании на центральном и боковых блоках двигателей с улучшенными энергетическими характеристиками.

Головным разработчиком и изготовителем РН «Союз-ФГ» является Государственный научно-производственный ракетно-космический центр «ЦСКБ-Прогресс», г. Самара, заказчиком – Федеральное космическое агентство.

Конструктивно РН «Союз-ФГ» выполнена по схеме с параллельным отделением боковых ракетных блоков в конце работы первой ступени и поперечным отделением ракетного блока второй ступени по окончании его работы. На первом этапе полёта работают двигатели четырех боковых и центрального блоков, на втором, после отделения боковых блоков, –только двигатель центрального блока.

Маршевые двигатели первой и второй ступеней РН «Союз-ФГ» по сравнению с двигателями РН «Союз» имеют повышенные энергетические характеристики за счет применения в смесительных головках однокомпонентных форсунок, обеспечивающих улучшенное смесеобразование.

Ракета-носитель «Союз-ФГ» обеспечивает выведение на орбиты всей номенклатуры космических аппаратов, выводимой РН «Союз».

Система управления РН «Союз-ФГ» заимствуется с базовой РН «Союз» и обеспечивает требуемые, как на РН «Союз», точностные характеристики выведения на орбиту с незначительной доработкой. Для контроля состояния систем, агрегатов и конструкции РН на участке выведения блоки первой и второй ступеней РН «Союз- ФГ» и блок третьей ступени оснащены радиотелеметрическими системами, которые заимствуются с РН «Союз».

Для контроля состояния систем, агрегатов и конструкции РН на участке выведения блоки первой и второй ступеней РН «Союз- ФГ» и блок третьей ступени оснащены радиотелеметрическими системами, которые заимствуются с РН «Союз».

Первая ступень ракеты-носителя включает четыре боковых блока конической формы, закреплённых в шаровых опорах центрального блока.

Вторая ступень (центральный блок) состоит из хвостового отсека, в котором установлен двигатель однократного включения РД-108А (содержащий четыре маршевых камеры и четыре рулевых сопла), отсека бака перекиси водорода, в котором также установлен бак жидкого азота, отсека бака горючего, межбакового отсека, отсека бака окислителя и приборного отсека.

Третья ступень (блок «И»), состоящая из переходного отсека, бака горючего, бака окислителя, хвостового отсека и двигателя, установлена на центральном блоке и соединена с ним с помощью ферменной конструкции.

Основные характеристики ступеней РН «Союз-ФГ»

Количество блоков 4 1 1
Длина, м 19,6 27,1 6,7
Диаметр, м 2,68 2,95 2,66
Масса заправленного блока, т 43,4 99,5 25,3
Сухая масса, т 3,80 6,55 2,41
Двигатель РД-107А РД-108А РД-0110
Количество 1 1 1
окислитель/горючее жидкий кислород/керосин жидкий кислород/керосин жидкий кислород/керосин
на Земле/в пустоте 838,5/1021,3 792,48/990,18 -/297,93
Время работы, с 118 280 230

artemjew.ru

описание, история, запуск и интересные факты

«Союз» - серия советских трехступенчатых ракетоносителей, которые на протяжении нескольких десятилетий оставались лучшими аппаратами для запусков космических кораблей разного типа и назначения на орбиту Земли. Успешные разработки в области ракетостроения позволили создать ракету-носитель с хорошими энергетическими показателями и большим модернизационным потенциалом.

Описание

«Союз» - ракета-носитель среднего класса, предназначенная для выведения на низкую орбиту Земли космических кораблей типа «Прогресс» и «Союз», а также научно-исследовательских («Ресурс», «Фотон») и социально-экономических космических аппаратов с автоматическим управлением. Трехступенчатый ракетоноситель (РН) «Союз» создан на базе ракеты Р-7, поэтому и относится к семейству этих ракет с добавлением 3-й ступени.

Разрабатывалась и производилась в ОКБ-1 (сейчас ЦСКБ-Прогресс). Руководителями проекта были Королев С. П. и Козлов Д. И. Эксплуатация серии ракетоносителей началась в 1963 году, причем по аналогии с моделью, на которой базировался новый носитель, их все еще называли «Восход». С 1966 года в обиход официально вошло название «Союз». В следующие несколько десятилетий, вплоть до 2000-х годов, ракета «Союз» подвергалась нескольким модификациям.

История создания

История создания началась задолго до первого запуска. Началом послужило постановление ЦК КПСС о необходимости разработки новой межконтинентальной баллистической ракеты, которая сможет доставить термоядерный заряд на значительное расстояние, исчисляемое тысячами километров. После нескольких лет разработок задача была выполнена. Межконтинентальная двухступенчатая ракета нового образца МБР Р-7А поступила на вооружение специально созданного подразделения ракетных войск. Первый пуск состоялся в 1959 году. В различных модификациях Р-7 пробыла на вооружении лишь 10 лет, но благодаря высокому модернизационному потенциалу и удачной конструкции она стала основой для целого семейства космических ракет-носителей.

Уже после первого пилотируемого полета в космос, в рамках реализации программы более длительных полетов, началась разработка новой ракеты на базе Р-7. Проблема была в том, что все ракеты Советского Союза на то время, в том числе и «Восход», не подходили для эксплуатации в рамках, заданных проектом. Помимо увеличения длительности полета, на новой ракете должна была быть реализована система аварийного спасения экипажа в случае экстренной ситуации, которая не предусматривалась на «Восходе».

Основой для конструкции новой ракеты среднего класса семейства Р-7 стали уже эксплуатируемые носители «Восход» и «Р-7А». Новый РН получил наименование «Союз» и индекс 11А511. Эта трехступенчатая ракета-носитель стала использоваться для запусков кораблей «Союз» и «Прогресс». Впервые запуск ракеты «Союз» осуществлен в 1966 году.

Характеристики

Длина РН «Союз» зависит от типа доставляемого в космос космического корабля, но не превышает 50.67 м. Сечение – 10,3 м, поперечные размеры – расстояние между концевикам воздушных рулей. Полная масса ракеты-носителя "Союз" в снаряженном состоянии (стартовая) – 308 т. Максимальная масса топлива – 274 т. Максимальная, так называемая сухая полная масса ракеты-носителя «Союз» составляет 34 т и также зависит от типа выводимого на орбиту космического аппарата. Суммарная тяга, развиваемая РН: 413 тонны-силы на уровне моря и свыше 500 тонны-силы в вакууме. Ракета «Союз» 11А511 способна вывести на Земную орбиту полезные грузы массой 7 т. Полетное время РН составляет около 9 мин.

Особенности конструкции 11А511

Ракета «Союз» 11А511 состоит из трех ступеней с ускорителями на первой «Б», «В», «Г» и «Д», двух блоков «А» и «И» (второй и третьей ступени), головного обтекателя, адаптера полезного груза и системы аварийного спасения (САС) экипажа. В конструкции использованы модернизированные двигатели двухступенчатой ракеты МБР Р-7А и трехступенчатой РН «Восход». Изначально была осуществлена модернизация блока третьей ступени, что позволило улучшить энергетические показатели РН, впоследствии были доработаны и другие ступени. Их внешний вид не изменился, но содержание и возможности стали новыми:

    Установлена новая телеметрическая система на блоке «А».Бортовая кабельная сеть управления заменена более легкой.Наклонение орбиты корабля относительно плоскости экватора снижено более чем на 10о.Уменьшена длина и вес кабельной сети блока «И».Заменены двигатели блока «А».Усилена прочность некоторых элементов первой ступени.

В целом, внешне РН «Союз» отличается от предшествующих ракет-носителей - прежде всего, головным обтекателем с четырьмя стабилизаторами и конической формой блоков первой ступени, а также наличием аварийной системы на вершине.

Ступени РН «Союз»

Две ступени ракетоносителя аналогичны РН «Восток», но с рядом усовершенствований. Первая ступень ракеты состоит из 4-х боковых конусообразных ускорительных блоков. На каждом ускорителе установлены автономные двигатели. Отделение ускорительных блоков во время запуска происходит примерно на 118 секунде полета ракеты. Масса бокового блока без топлива – не более 3,75 т, вес топлива составляет 155-160 т.

Вторая ступень включает центральный блок «А» с топливом и полезной нагрузкой. Масса без топлива - не более 6 т, топливо – 90-95 т. Вторая ступень отделяется от ракеты-носителя примерно на 278 секунде полета.

Третья, доработанная ступень - модернизированный блок «И» РН «Восход» 11А57 общей длиной 6,7 м и диаметром 2,66 м. Оснащена 4-камерным ракетным двигателем на жидком топливе с одним турбонасосным агрегатом. Общая масса 25 т.

Ракета «Союз» - топливо и двигательные установки

Используемое для двигательных установок всех ступеней топливо было идентичным – керосин Т-1. Жидкий кислород использовался в качестве окислителя. Это весьма взрывоопасное вещество, но не токсичное. Для работы вспомогательных систем в небольшом количестве использовались жидкий азот и перекись водорода.

Для первой ступени в качестве двигательной установки (ДУ) использовались четыре 4-х камерных ЖРД (жидкостные ракетные двигатели) РД-107 8Д728. Каждый двигатель ракеты «Союз» первой ступени имел 4 основных неподвижных камеры сгорания и 2 поворотно-рулевых на шарнирных подвесах. Полная масса двигателя составляла 1300 кг.

ДУ второй ступени ракеты "Союз" – двигатель ЖРД РД-108, состоящий из 4-х неподвижных и 4-х поворотных камер с отклонением 350, которые являлись исполнительными органами управления ракетой и использовались для управления положением ракеты в пространстве. Это двигатель открытого цикла с системами наддува и газогенерации массой 1195 кг.

Для третьей ступени - высоконадежный ЖРД РД-0110 11Д55. Это двигатель открытого цикла с турбированной подачей топлива, созданный в ОКБ-154 под начальством С. А. Косберга также имел 4 основных и 4 поворотных камеры сгорания. Предельное время непрерывной работы – 250 сек.

Система аварийного спасения

При разработке ракетоносителя «Союз» одной из ключевых задач, стоявших перед конструкторами, было создать систему для спасения экипажа в случае аварийной ситуации. В итоге была разработана и реализована система аварийного спасения (САС), которая активировалась до старта ракеты и в случае необходимости обеспечивала спасения экипажа на старте или на любом участке полета.

Система предусматривает увод от ракеты головного блока с экипажем в безопасное место вместе с обтекателем, спускаемым и приборно-агрегатным аппаратом. Для этого на головном обтекателе были установлены ракетные двигатели разделения, работающие на твердом топливе в комплексе с четырьмя небольшими двигателями управления. На самой вершине головного обтекателя располагался небольшой двигатель, задача которого была уводить весь модуль в сторону после срабатывания двигательной установки разделения. Такая система стала типовой для всех «Союзов».

Модификации

У РН 11А511 впоследствии было 3 модификации:

    «Союз-Л» - предназначалась для запусков лунного комплекса Н1-ЛЗ. Внешним отличием этой ракеты-носителя является необычная форма головного обтекателя. Было осуществлено 3 старта этого РН с космическими аппаратами серии «Космос» 379, 398 и 434.«Союз-М» - разработка Куйбышевского филиала ЦКБЭМ для вывода на земную орбиту разведывательных аппаратов особого назначения серии «Зенит» (4М, 4МТ, «Орион») и военно-исследовательских кораблей «Союз 7К-ВИ». Было произведено восемь пусков этой модификации с космодрома Плесецк.«Союз-У» - последняя модификация на основе РН 11А511. При разработке этого носителя учитывались также и наработки уже используемые в модификациях «Союз-Л» и «Союз-М». Этот ракетоноситель был сконструирован в 70-х годах и в первую очередь предназначался для запуска пилотируемых и беспилотных транспортных космических аппаратов «Прогресс». При помощи этой ракеты в космос было выведено множество как отечественных, так и иностранных космических аппаратов таких серий, как «Космос», «Фотон», «Ресурс-Ф», «Бион». Главное отличие «Союз-У» - улучшенные энергетические характеристики ДУ ступеней 1 и 2. Эта вариация ракеты-носителя считалась одной из наиболее удачных, и долгое время была самой востребованной. Ее запуск осуществлялся 771 раз.

Путем модернизации «Союза-У» в «ЦСКБ-Прогресс» был создан ракетоноситель «Союз-2», которая отличалась повышенной грузоподъемностью и была способна вывести на земную орбиту 9200 кг полезного груза. Впоследствии на базе «Союз-2» было сделано целое семейство ракетоносителей «Союз-СТ», которые отличались доработанной системой управления. Новейшей модификацией РН «Союз-У» является созданная в 2001 году ракета «Союз-ФГ».

Запуски

РН «Союз» начала успешно выводить искусственные спутники Земли в космос в 1966 году. Изначально это были аппараты серии «Космос», а в дальнейшем и пилотируемые космические корабли. За первые 10 лет эксплуатации ракеты-носителя 11А511 было проведено 32 запуска с космодрома Байконур, 30 были успешными.

Впоследствии на базе РН «Союз» было создано несколько модификаций для выполнения различных задач, главным образом для запуска отечественных и иностранных космических аппаратов разного назначения. Для пусков РН «Союз» было создано 7 стартовых площадок:

    Байконур – 2 площадки.Плесецк – 3.Гвианский космический центр (Французская Гвиана) – 1.Космодром «Восточный» - 1.

Общее число стартов всех «Союзов» - 1020. На конец 2016 года суммарно было совершено 44 пуска РН «Союз 2.1а» и «Союз 2.1б».

Факты и инциденты

Одним из предназначений «Союз» 11А511 была возможность выводить на орбиту Луны пилотируемые корабли с экипажем. С этой целью на околоземной орбите планировалось создать целый комплекс из пилотируемого корабля, танкера заправщика и разгонного блока. Выводить на орбиту все элементы планировалось при помощи РН «Союз».

Инцидентов при запусках РН «Союз» было всего два. В декабре 1966 года во время предпусковой подготовки не сработал пирозапал, и автоматика отменила запуск. Персонал начал процедуру слива топлива, но спустя 27 мин сработала САС, которая все то время оставалась активной. Причиной срабатывания стало вращение Земли, вследствие чего датчики зарегистрировали угловое отклонение положения корабля и активировали аварийную систему. В результате после отсоединения головной части из трубопроводов вылился и загорелся теплоноситель, последовал ряд взрывов. От удушья погиб один человек и двое - от полученных травм, было повреждено оборудование.

В 1975 году при выведении корабля на орбиту на высоте 150 км сбой автоматики вызвал отделение корабля от ракетоносителя. Аппарат с экипажем спустился на склон горы в Алтае и покатился вниз. Космонавтов спас парашют, который они не отстрелили, зацепившийся за дерево. Никто из экипажа не пострадал.

Ракета «Союз» сейчас

Всего было разработано 10 модификаций РН «Союз». На сегодняшний день с помощью носителя «Союз-У» осуществляется запуск грузовых кораблей. В конце 2016 года с РН «Союз-У» был запущен аппарат ТГК «Прогресс МС-04». Наибольшее внимание современной отечественной аэрокосмической отрасли уделено развитию РН «Союз-2.1а». Работа по модернизации этого ракетоносителя стартовала еще в 1990 годы. Были разработаны и установлены новые двигатели, внедрена новая система телеметрии, автоматизирован испытательный и предстартовый процесс подготовки. В результате были улучшены общие характеристики аппарата и точность выведения на орбиту.

Источник

www.obovsyom.ru

Персональный сайт - Ракета-носитель "Союз-2"

Технические характеристики ракеты-носителя "Союз-2" Количество ступеней 3Стартовая масса 312 тМаксимальная длина 46,3 мДиаметр головного обтекателя 2,7 м; 3,0 м; 3,3 м; 3,715 м; 4,11 м

При разработке РН «Союз-2» особое внимание было уделено обес­печению максимальной преемственности с прототипом. Конструкция сухих и топливных отсеков, внутрибаковых устройств, пневмогидроарматуры, монтаж двигателей боковых и центрального блоков ракеты-носителя в основном аналогичны РН «Союз», однако неко­торые корпусные элементы всех ступеней усилены без изменения принципиальной конструктивной схемы. По-иному размещены приборы и кабельная сеть системы управления на боковых и центральном блоке. Блок третьей ступени сохранил габариты прототипа, однако для оптимизации массы заправляемых компонентов топлива изме­нена конфигурация баков. При этом приняты в расчет соотношения расходов компонентов как для варианта третьей ступени с двигателем РД-0110 (этап 1а), так и для варианта с двигателем РД-0124 (этап 16). Наконец, по-новому размещены на блоке третьей ступени элементы систем телеизмерений и внешнетраекторных измерений.

     Центральным направлением модернизации ракеты стало созда­ние принципиально иной цифровой системы управления, которая разработана на основе современных принципов управления и новой отечественной элементной базы. В качестве главного звена системы управления РН «Союз-2» используется быстродействующая борто­вая цифровая вычислительная машина (БЦВМ) с большим объемом оперативной памяти.

     БЦВМ непрерывно принимает сигналы от чувствительных элемен­тов системы управления, исполнительных органов и других абонен­тов, сравнивает текущие значения с программными и в соответствии с принятым законом управления вырабатывает соответствующие управ­ляющие воздействия. В состав измеряемых параметров входят пара­метры вектора скорости, значения углов тангажа, рыскания, враще­ния, а также показатели расходомеров топлива. В отличие от активной системы управления, цифровая система легко адаптируется к усло­виям полета, включая случайные внешние воздействия, и парирует их без превышения действующих на ракету-носитель силовых нагрузок по сравнению с их расчетными и допустимыми значениями.

Чувствительные элементы и БЦВМ располагаются на третьей ступени ракеты-носителя, а преобразующие устройства и исполни­тельные органы - на первой и второй ступенях.

    Внедрение цифровой системы управления позволяет рацио­нально использовать энергетические возможности РН «Союз-2» при выведении крупногабаритных КА, требующих применения голо­вных обтекателей диаметром 3,7 и 4,11 м.

     Ракета-носитель «Союз-2» выполнена по схеме с параллель­ным отделением боковых ракетных блоков в конце работы первой ступени и поперечным отделением ракетного блока второй ступени по окончании его работы. На первом этапе полета работают двига­тели четырех боковых и центрального блоков, на втором, после отделения боковых блоков, - только двигатель центрального блока.

     Первая ступень РН включает четыре боковых блока конической формы, закреплённых в шаровых опорах центрального блока.

     Конструктивно-компоновочная схема бокового блока состоит из силового конуса, несущего конического бака окислителя, межба­кового отсека, несущего конического бака горючего, отсека баков перекиси водорода и жидкого азота и цилиндрического хвостового отсека специальной формы.

В хвостовом отсеке каждого бокового блока размещается автоном­ный жидкостный ракетный двигатель (ЖРД) однократного включения РД-107А, работающий на жидком кислороде и керосине и оснащен­ный четырьмя маршевыми камерами и двумя рулевыми соплами. Для управления полетом на каждом боковом блоке с внешней стороны, противоположной центральному блоку, на небольшом пилоне уста­новлен аэродинамический руль, выполненный в виде треугольного крыла малого удлинения. Для привода руля имеется электричес­кая рулевая машина.

    Двигатели боковых блоков работают в течение -118 секунд после старта, после чего отключаются. Выключение происходит по результатам сравнения текущего значения скорости с расчетным. После отключения двигателей боковые блоки отделяются от цент­рального блока и сбрасываются.

    Вторая ступень (центральный блок) состоит из хвостового отсека, в котором установлен двигатель однократного включения РД-108А, содержащий четыре маршевых камеры и четыре рулевых сопла, отсека бака перекиси водорода, в котором также установлен тороидальный бак жидкого азота, отсека бака горючего, межбакового отсека, отсека бака окислителя и приборного отсека.

     Запуск ЖРД центрального и боковых блоков производится на Земле, что даёт возможность контролировать работу двигателей в переходном режиме и при возникновении неисправностей во время пуска отменять пуск ракеты. Это обеспечивает повышение безопас­ности эксплуатации. Управление полетом по трем осям осуществляется с помощью четырех рулевых камер двигателя РД-108А. Номинальное время работы двигателя центрального блока состав­ляет -280-290 секунд. Разделение второй и третьей ступеней проис­ходит по «горячей схеме».

     Третья ступень (блок «И»), состоящая из переходного отсека, бака горючего, бака окислителя, хвостового отсека и двигателя, установлена на центральном блоке и соединена с ним с помощью ферменной конструкции.

Для обоих вариантов РН «Союз-2» блок «И» оснащается двига­тельной установкой, состоящей из четырехкамерного двигателя одно­кратного включения и четырех поворотных рулевых сопел, использу­емых для управления полетом по трем осям. Маршевый двигатель третьей ступени включается примерно за две секунды до отключения центрального блока. Газы, истекающие из сопел двигателя третьей ступени, непосредственно отделяют ступень от центрального блока. После отключения двигателя и отделения космического аппарата или разгонного блока с КА третья ступень выполняет маневр увода путем открытия дренажного клапана в баке горючего.

russpace.ucoz.ru

На ракете «Союз» аварийно отключились двигатели после старта к МКС

Фотография:

Донат Сорокин / ТАСС

  • У ракеты отключились двигатели второй ступени
  • Корабль аварийно приземлился в Казахстане
  • Космонавты летели на МКС и должны были провести там 187 суток

После запуска ракеты «Союз» с Байконура произошла авария. Об этом 11 октября сообщил ТАСС.

После запуска на ракете отключились двигатели второй ступени.

Ракета должна была доставить космонавтов на Международную космическую станцию (МКС). По информации Интерфакса, экипаж аварийно приземлился в Казахстане. По последним данным, никто не пострадал.

Ракета стартовала в 11:40 по мск. На борту находились российский космонавт Алексей Овчинин и астронавт из НАСА Ник Хейг.

Путь до МКС занял бы шесть часов. Там Овчинин и Хейг должны были провести 187 дней и поучаствовать в 56 экспериментах. 

Дата запуска совпала с юбилеем Завода экспериментального машиностроения ракетно-космической корпорации «Энергия». Именно там производят ракеты «Союз». 

rtvi.com

Двигатели для ракеты-носителя «Союз-5» будут готовы в 2021 году

В «НПО Энергомаш» рассказали о планах по поставкам двигателей для новой российской ракеты-носителя среднего класса «Союз-5».

Фотографии Роскосмоса

Предполагается, что новый носитель сможет выводить на низкую околоземную орбиту до 17 тонн полезного груза. Лётные испытания ракеты предварительно намечены на 2022 год: для этого будет использоваться космодром Байконур. В то же время ракета будет адаптирована под пуски с плавучего космодрома Морской старт, а впоследствии — и с космодрома Восточный.

В «НПО Энергомаш» сообщили, что в марте 2021 года будет поставлен первый лётный комплект, а в сентябре 2021 года — второй лётный комплект двигателей для носителя «Союз-5» в беспилотном варианте. В 2023 году предприятие поставит полностью отработанный двигатель для использования на пилотируемой версии носителя «Союз-5».

Отмечается, что в 2017 году велась подготовка и модернизация двигателя ракеты «Союз», направленная на адаптацию носителя для старта с космодрома Восточный, а также сертификация нового горючего «Нафтил». В «НПО Энергомаш» и на предприятиях-изготовителях двигателя была разработана конструкторская документация и изготовлена материальная часть для проведения в 2018 году испытаний на новом горючем с доработанной системой регулирования двигателя.

Кроме того, ведутся работы по программе создания модификации двигателя РД-191 для первой и второй ступеней ракеты тяжёлого класса «Ангара-А5П». При создании этих установок планируется осваивать технологию 3D-печати.

В 2018 году «НПО Энергомаш» планирует поставить заказчикам 11 двигателей РД-180, два агрегата РД-191 и шесть двигателей РД-181. 

Если вы заметили ошибку — выделите ее мышью и нажмите CTRL+ENTER.

3dnews.ru