Заправочный комплекс ракеты носитель союз 2.

Ракета-носитель «Союз-2-1В»

РН «Союз-2» этапа 1В - двухступенчатая ракета-носитель легкого класса предназначена для запуска КА со стартовых комплексов ракеты-носителя «Союз-2». Ракета-носитель «Союз-2» этапа 1В разрабатывается на базе РН «Союз-2» этапа 1Б, со снятием боковых блоков, установкой на центральном блоке двигателя НК-33А и рулевого двигателя РД0110Р (разработки ОАО «КБХА»). Блок II ступени заимствуется с доработкой с блока III ступени РН «Союз-2» этапа 1Б. Для выведения космического аппарата на заданную орбиту ракета-носитель «Союз-2» этапа 1В может оснащаться блоком выведения «Волга».

Ракета-носитель «Союз-2-1В»

ОПИСАНИЕ

Ракета-носитель «Союз-2-1В»

Разработка РН легкого класса обусловлена наблюдающейся в настоящее время тенденцией к увеличению потребности запуска малых КА.

Создание РН «Союз-2» этапа 1В с использованием блоков РН «Союз-2» этапа 1Б, существующих технического и стартового комплексов позволяет резко снизить затраты на разработку, эксплуатацию и запуск.

Для обеспечения устойчивости и управляемости и работы систем регулирования РН «Союз-2» этапа 1В используется система управления с РН «Союз-2» этапа 1Б с доработкой программно-математического обеспечения и изменением приборного состава.

На РН «Союз-2» этапа 1В для сопряжения со стартовым устройством произведены следующие доработки:

· на блоке I ступени устанавливаются 4 кронштейна под несущие стрелы стартового сооружения;

· на хвостовом отсеке блока I ступени устанавливаются 4 кронштейна под устройства направления стартового сооружения.

(РН) "Союз-2.1а" — трехступенчатая ракета среднего класса, являющаяся модифицированным вариантом (этап модернизации — 1а) ракеты-носителя "Союза-У", успешно эксплуатируемой с 1973 года. Предназначена для обеспечения запусков космических аппаратов военного, народнохозяйственного и социального назначения.

РН "Союз-2.1а" в сочетании с разгонным блоком "Фрегат" или блоком выведения "Волга" позволяет выводить космические аппараты на всевозможные типы орбит: низкие, средние, высокоэллиптические, солнечно-синхронные, геопереходные и геостационарные.

Разрабатывалась в соответствии с постановлением правительства РФ от 1992 года, а также в соответствии с требованиями тактико-технического задания, утвержденного в 1995 году командующим Военно-космическими силами РФ и генеральным директором Российского авиационно-космического агентства, и была призвана заменить все типы РН на базе ракеты Р-7А, выпускавшиеся прежде. Создавалась с опорой только на промышленную базу России.

Головным разработчиком и изготовителем является Ракетно-космический центр "Прогресс" (Самара).

Максимальная длина — 46,3 м

Стартовая масса — 311,7 т

Масса РН (без головной части) — 303,2 т

Масса конструкции РН (без головной части) — 24,4 т

Масса компонентов топлива — 278,8 т

Масса выводимой полезной нагрузки:

на низкую околоземную орбиту (Н = 200 км) — 7480 кг,

на солнечно-синхронную орбиту (Н = 820 км) — 4350 кг,

на геопереходную орбиту (4 V = 1500 м/с) — 2780 кг,

на геостационарную орбиту (Н = 36000 км) — 1300 кг

Летные испытания ракеты-носителя "Союз-2-1а" были успешно начаты 8 ноября 2004 года пуском с космодрома Плесецк, а 19 октября 2006 года осуществлен первый коммерческий пуск ракеты-носителя с европейским метеорологическим космическим аппаратом "Метоп". После этого проходили летные испытания ракеты-носителя. Было проведено несколько пусков с космодромов "Плесецк", "Байконур" и с Гвианского космического центра в Куру.

Специалисты РКЦ завершили испытания ракеты-носителя, а в начале сентября она была отправлена на космодром "Восточный".

Госкомиссия приняла решение об окончании летных испытаний ракеты-носителя "Союз-2.1а" и передачи ее в штатную эксплуатацию Минобороны и Роскосмосу.

Для запуска с космодрома "Восточный" РН "Союз-2.1а" была доработана и модернизирована. В модернизированной версии ракеты предусмотрены специальные отводы паров жидкого кислорода за пределы мобильной башни обслуживания, которая используется на стартовом комплексе "Восточного", проведена модернизация бортовой вычислительной машины, которая стала более современной, производительной и менее габаритной.

Материал подготовлен на основе информации РИА Новости и открытых источников

Развитие отечественных и международных программ невозможно без модернизации и обновления существующих типов ракет-носителей, используемых на 1-ом Государственном испытательном космодроме. Космические носители "Союз-У" и "Молния-М" , подвергавшиеся модернизации более двадцати лет назад, планируется заменить ракетой-носителем под условным наименованием "Русь". Космическая ракета "Русь" ("Союз-2К") будет оснащена новой системой управления, базирующейся на бортовом цифровом вычислительном комплексе, а энергетические характеристики ее двигательных установок будут несколько улучшены. Благодаря этому масса полезного груза, выводимого на низкую околоземную орбиту, увеличится на 300 кг. В последующем, за счет замены морально устаревших двигателей "пакета", масса полезного груза может быть увеличена на 1,5 тонны.

Ракета-носитель (РН) среднего класса "Русь" (РН "Союз-2", 14А14) разработана в ГНПРКЦ "ЦСКБ-Прогресс" (г. Самара) путем глубокой модернизации РН "Союз-У" . Работы по созданию новой РН выполняются в рамках ОКР "Русь". Окончательное решение о наименовании РН не принято, поэтому в печати часто можно встретить название РН "Союз-2" с указанием этапа разработки. После принятия в эксплуатацию РН "Русь" заменит ракеты-носители "Союз-У" , "Союз-ФГ" и "Молния-М" . Изначально предполагалось создать одну РН путем последовательной модернизации (этапы работ по ОКР), однако в настоящее время разрабатывается и используется семейство РН "Русь" ("Союз-2"), состоящее из нескольких модификаций.

Цели создания комплекса РН "Русь" (14А14):

расширение номенклатуры космических аппаратов, запускаемых с космодрома "Плесецк" (перенос пусков с космодрома "Байконур"),
сокращение номенклатуры изготавливаемых блоков (замена нескольких эксплуатируемых РН семейства Р-7 одной универсальной РН),
последовательное снижение потребностей в РН, использующих высокотоксичные компоненты топлива.

РН "Русь" предназначена для выведения КА на низкие, средние, высокие, солнечно-синхронные, геопереходные и геостационарные орбиты.

Модификации РН "Русь" ("Союз-2")

РН "Союз-2.1а"

Модификация "1а" предусматривает (относительно РН "Союз-У"):

замену аналоговой системы управления на цифровую,
модернизацию двигателей первой и второй ступени.

Применение новой цифровой системы управления позволило повысить точность выведения и управляемость ракеты. Применение новых форсуночных головок в двигателях, обеспечивающих более эффективное смесеобразование, позволило увеличить массу полезного груза, выводимого на низкую орбиту, на 300 кг.

Применение новых увеличенных головных обтекателей позволило увеличить объем выводимого полезного груза. Модификация "Союз-2.1а" может использоваться как самостоятельно, так и с применением разгонного блока (РБ) "Фрегат".

Первый пуск РН "Союз-2.1а" состоялся 8 ноября 2004 г. с космодрома "Плесецк". На орбиту был выведен макет полезного груза. Первый пуск РН "Союз-2.1а" с РБ "Фрегат" произведен 19 октября 2006 г. с космодрома "Байконур". На орбиту был выведен КА MetOp-A.

РН "Союз-2.1б"

Модификация "1б" предусматривает (относительно модификации "1а"):

замена двигателя третьей ступени (блок "И") на РД-0124,
переработка конструкции блока "И" (изменение соотношения объемов горючее-окислитель, вследствие использования керосина марки РГ-1 вместо Т-1).

Модификация "Союз-2.1б" может использоваться как самостоятельно, так и с применением разгонного блока (РБ) "Фрегат".

Первый пуск РН "Союз-2.1б" состоялся 27 декабря 2006 г. с космодрома "Байконур", был выведен космический телескоп Corot с применением РБ "Фрегат". Первый пуск с космодрома "Плесецк" РН "Союз-2.1б" был осуществлен 26 июля 2008 г, на орбиту был выведен КА в интересах МО РФ.

РН "Союз-2.1в"

В настоящее время (2009) завершена разработка эскизного проекта и начата разработка РН легкого класса "Союз-2.1в" грузоподъемностью 2.8 т (низкая орбита).

Модификация "1в" предусматривает (относительно модификации "1б"):

замена двигателя второй ступени (блок "А") на НК-33-1,
исключение боковых блоков (блок "Б", "В", "Г", "Д").

Данная модификация использует унифицированный с остальными вариантами стартовый комплекс и систему управления.

РН "Союз-СТ"

Модификации "Союз-СТА" (на базе "Союз-2.1а") и "Союз-СТБ" (на базе "Союз-2.1б") создаются для обеспечения коммерческих запусков с космодрома "Куру".

Основные отличия данных модификаций:

доработка системы управления на прием телекоманд прекращения полета (аварийный подрыв РН на этапе выведения),
доработка телеметрической системы под европейские наземные станции приема.

РН «Союз-2.1в» лёгкого класса

«Союз-2» - семейство трёхступенчатых среднего класса, разработанное и производимое РКЦ «Прогресс» (Самара) путём глубокой модернизации ракеты-носителя «Союз-У». Также в семейство «Союз-2» входит двухступенчатая РН лёгкого класса.

Масса полезной нагрузки выводимой на низкую орбиту - от 2 800 кг до 9 200 кг в зависимости от модификации и точки запуска.

Является частью семейства ракет-носителей Р-7. Рабочее название проекта - «Русь».

В долгосрочной перспективе семейство РН “Союз-2” может быть заменено на перспективное семейство РН (“Феникс”).

Назначение

Ракеты предназначены для выведения на низкие, средние, высокие, солнечно-синхронные, геопереходные и геостационарные орбиты с существующих стартовых комплексов. В том числе предусматривается запуск и грузовых космических кораблей по программе .

В настоящее время происходит постепенный процесс замены РН «Союз-У», и «Молния-М» на РН “Союз-2” этапов 1а и 1б, который начался приблизительно одновременно с летными испытаниями РН “Союз-2” этапов 1а и 1б:

После заключительного пуска РН «Молния-М» 30 сентября 2010 года, завершающего ее эксплуатацию, и последнего в истории совместного применения «Союз-ФГ» с (22 июля 2012 года) весь диапазон полезных нагрузок РН «Молния-М» на весь диапазон орбит выводится с помощью РН “Союз-2″ этапов 1а (или 1б) совместно с РБ”Фрегат”.
Для выведения КА ДЗЗ, предназначенных для применения на НОО, РН «Союз-У» к концу 2014 года практически полностью заменена на “Союз-2” этапа 1а (например, КА “Янтарь-4К2М”), а в случае КА типа “Ресурс-ДК”, или его модернизации , применяемый ранее «Союз-ФГ» к 2013 году заменен на “Союз-2” этапа 1б.
Для выведения научных КА типа «Фотон» и типа «Бион» процесс перехода на “Союз-2” этапа 1а также завершен (соответственно, в 2014 и в 2013 году).
Для выведения транспортных грузовых кораблей типа “Прогресс” переход с РН «Союз-У» на “Союз-2” этапа 1а продолжается, завершение ожидается в 2017 году.
Для выведения транспортных пилотируемых кораблей типа процесс перехода с РН «Союз-ФГ» на “Союз-2” этапа 1а был заморожен в июле 2013 года по причине нехватки финансирования Роскосмоса . В настоящее время (февраль 2016 года) работы по данному направлению не ведутся. Завершить переход на “Союз-2” этапа 1а планируется в 2020 году.

Замена на РН “Союз-5” (“Феникс”)

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 теме «Русь-М».

Основной вариант – двухступенчатая РН “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, 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) с использованием задела по комплексу “Союз-5”.

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” (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. Ожидается, что Роскосмос примет решение о создании сверхтяжелой ракеты-носителя на базе “Феникса” в 2017 году.

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”.

Обтекатели, используемые для непилотируемых запусков

РН «Союз-2» используется для различных непилотируемых запусков, в том числе продвигается Старсем для коммерческих запусков спутников. При этом используются следующие типы головных обтекателей:

Грузовой космический корабль Прогресс (КА) используется для доставки различных грузов на МКС (как прежде использовался для доставки на станцию Мир). Корабль использует специализированный головной обтекатель (одинаковый для «Союз-У», «Союз-ФГ» и «Союз-2»);

тип обтекателя А используется для коммерческих запусков. Кроме «Союз-2» используется на «Союз-У», «Союз-ФГ»;

тип обтекателя С используется для коммерческих запусков Старсем. Обтекатель имеет внешний диаметр 3,7 м и длину 7,7 м. РБ Фрегат спрятан под обтекателем вместе с полезной нагрузкой;

тип обтекателя СЛ используется для коммерческих запусков Старсем. Обтекатель имеет внешний диаметр 3,7 м и длину 8,45 м. РБ Фрегат спрятан под обтекателем вместе с полезной нагрузкой. Этот тип обтекателя был использован для запуска КА Corot;

тип обтекателя СТ используется для коммерческих запусков Старсем. Обтекатель имеет внешний диаметр 4,1 м и длину 11,4 м. Данный тип обтекателя может быть использован только вместе с «Союз-2», так как аналоговые системы управления не способны стабилизировать полёт, парируя аэродинамические возмущения, возникающие при полёте с обтекателем такого размера. Этот углепластиковый обтекатель адаптирован с РН Ариан-4. Это единственный тип обтекателя, предлагаемый Старсем и Arianespace при запуске из Куру. Этот тип обтекателя был использован для запуска КА MetOp-A.

Стартовые площадки

Пустой стартовый комплекс 43/4 в Плесецке

Так как, с точки зрения конструкции, РН «Союз-2» является модификацией РН «Союз-У» его запуск возможен с любого стартового комплекса, предназначенного для запуска ракет-носителей семейства Р7 после установки специфического для «Союз-2» оборудования и прокладки соответствующих кабельных связей.

На сегодня переоборудованы под запуск РН «Союз-2» следующие стартовые комплексы:

, площадка 43 / старт № 4 (оборудование для более старых РН демонтировано, поэтому запускать с данного стартового комплекса можно только «Союз-2»).
, площадка 31 (на 2011 год в МИК и на стартовом комплексе установлено оборудование как для проверки и запуска Союз-У/Союз-ФГ, так и для «Союз-2», поэтому с данной площадки возможны и производятся запуски всех вышеперечисленных РН).

Планируется доработка под запуск РН «Союз-2» следующих стартовых комплексов:

Плесецк, площадка 43 / старт № 3 (МИК используется общий для площадки 43, поэтому его доработка не требуется).
Плесецк, площадка 16.
Байконур, площадка 1 (так называемый «Гагаринский старт», откуда осуществляются (совместно с площадкой 31) российские пилотируемые запуски).

Строится стартовый комплекс для данной ракеты на новом российском космодроме Восточный.

Кроме вышеперечисленных площадок для запуска «Союз-2» (модификаций , ) специально построен стартовый комплекс в (ГКЦ), технология запуска с которого кардинально отличается от запусков из Плесецка и Байконура:

В монтажно-испытательном комплексе (МИК) собирается только собственно РН, без её стыковки с космической головной частью (состоит из космического аппарата, обтекателя и, опционально, разгонного блока «Фрегат»). Ракета вывозится и устанавливается на стартовый комплекс «без головы». На российских космодромах РН вывозится из МИК в сборе с головной частью.

Головная часть собирается, вывозится и устанавливается на РН в вертикальном положении. Это связано с тем, что многие европейские космические аппараты не переносят искривляющих боковых нагрузок, неизбежных при стыковке аппарата к РН и перевозки собранной конструкции в горизонтальном положении.

Установка головной части и операции по подготовке РН к пуску производятся в прямом смысле под крышей - после установки РН на неё накатывают по рельсам специальную конструкцию - мобильную башню обслуживания, которая закрывает от экваториальной погоды работающий с РН персонал и содержит площадки, лифты и другие средства удобного доступа к различным частям ракеты.

В отличие от российских космодромов управление пуском осуществляется не из сравнительно близко расположенных к стартовому столу подземных бункеров, а из обычного здания, расположенного на расстоянии более 1 км от стартового стола. Большие длины связей потребовали дополнительной адаптации систем стартового комплекса.

По предварительной информации операции подключения и отключения заправочного оборудования будут автоматизированы благодаря тому, что стартовый стол для «Союз-СТ» не вращается и точки подключения заправочного оборудования находятся всегда в одном месте. В Плесецке и Байконуре «Союз-2» запускается с вращающегося по азимуту стартового стола, что затрудняет автоматизацию заправочных операций.

Модификации ракеты

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

Вер-сия	Индекс	ПН на НОО, кг	ПН на ССО, кг	ПН на ГПО, кг	Масса РН, т	ДУ 1 ст	ДУ 2 ст	ДУ 3 ст	Тип РБ	СК
1а	14А14	Плесецк 5900-6830, Байконур 5500-7020			312	РД-107А	РД-108А	РД-0110	Фрегат	Плесецк 43/4, Байконур 31/6
1б	14А14	Плесецк 6900-7835, Байконур 6500-8250	Плесецк 4900		312	РД-107А	РД-108А	РД-0124	Фрегат	Плесецк 43/4, Байконур 31/6
1в	14А15	Плесецк 2630-3000	1500 кг (c БВ Волга)		157-160	НК-33, РД-0110Р	РД-0124	нет	Волга	Плесецк 43/4
СТ-А	372РН21		4230	2810	312	РД-107А	РД-108А	РД-0110	Фрегат	ГКЦ
СТ-Б	372РН21	9000-9200	4900	3250	312	РД-107А	РД-108А	РД-0124	Фрегат	ГКЦ

Первая модификация предусматривала замену двух 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.

В ракете-носителе «Союз-2.1б», по сравнению с вариантом «Союз-2.1а», в качестве двигателя третьей ступени используется РД-0124 разработки КБ Химавтоматикис 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.

«Союз-СТ-А»

Для обеспечения коммерческих запусков с космодрома Куру на базе ракеты-носителя «Союз-2.1а» создаётся 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» состоялся 17 декабря 2011 года. Первая партия российского оборудования для стартового комплекса ракет-носителей «Союз» прибыла в Куру в 2008 г. 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.

«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 им. 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. 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.

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.

Первый запуск РН «Союз-2.1в», первоначально запланированный на 4-й квартал 2012 года с космодрома «Плесецк», неоднократно переносился и, наконец, состоялся 28 декабря 2013 года. Второй запуск с космодрома «Плесецк» состоялся 5 декабря 2015 года. 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. Третий запуск ракеты «Союза-2.1в» с двигателем НК-33 запланирован на апрель 2016 года.

Преимущества и недостатки

«Союз-2», являясь модернизацией РН «Союз-У», имеет свой набор преимуществ и недостатков относительно других РН своего класса.

Преимущества:

отработанная конструкция (вместе с «Союз-У» и «Союз-ФГ» налетала на начало 2011 года почти 800 пусков), являясь при этом одной из самых низкоаварийных РН в мире
низконапряженные двигатели (давление в двигателях этапа 1а не более 70 атмосфер, для 1б не более 160 атмосфер), что дает большой запас по надежности
освоенное производство (отлаженный техпроцесс), что означает низкий процент брака, отработанные технологии контроля, низкую себестоимость продукции

Недостатки:

наличие ряда атавизмов в конструкции приводящих к меньшему массовому совершенству (отношению массы полезной нагрузки к стартовой массе), чем то, которого можно было бы достичь, используя более современные технические решения:
- использование перекиси водорода для работы турбонасосных агрегатов двигателей первой и второй ступени, вместо использования тех же компонентов, что использует сам ЖРД;
- использование тяжелого азота (а не гелия) для наддува баков. При этом на первой и второй ступени РН «Союз-2.1в», а также на третьей ступени РН «Союз-2.1б» и «Союз-СТ-Б» реализован гелиевый наддув баков;
- использование ЖРД открытого цикла, имеющих меньший КПД, чем ЖРД закрытого цикла. При этом ЖРД открытого цикла считаются более безопасными из-за более медленного развития аварийных ситуаций, что является несомненным преимуществом при использовании РН для пилотируемых миссий;
из-за исторического использования поворотного стартового стола отсутствие автоматизации операций по заправке РН, ручная стыковка электро- и пневмосоединений при установке РН на старт, что требует большое количество обслуживающего персонала и увеличивает влияние человеческих ошибок при подготовке к запуску РН. При этом наличие поворотного круга для РН «Союз-2» не требуется, поскольку «Союз-2» совершает поворот на начальном участке траектории выведения. Стартовый комплекс ГКЦ лишён поворотного круга, что позволило максимально автоматизировать процесс подготовки;
из-за подвески РН за верхнюю часть первой ступени, а не установки РН «на днище», требуется сравнительно сложный стартовый комплекс (характерная форма - «тюльпан»). Это не недостаток как таковой, а всего лишь особенность всех РН семейства Р-7, поскольку за многие десятилетия использования конструктивные и технологические особенности подобных стартов хорошо известны, а постройка нового старта при отсутствии производственного брака теоретически может занять всего лишь 9 месяцев. Фактически постройка старта в ГКЦ заняла 4 года, что по современным меркам сравнительно недолго.

Испытания

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

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

Летные 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 летных 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.

Летные 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 летных испытаний, за исключением первого пуска модификации 1а, производились с выведением коммерческой полезной нагрузки.

Ожидаемый объём летных испытаний - не менее чем по 5 пусков для каждой модификации.

У ракеты "Р-7" оказалась удивительно долгая жизнь. Через пятьдесят шесть лет после первого пуска в мире эксплуатируются пять стартовых комплексов и строится шестой. И сегодня, в 16:30 МСК состоялся первый испытательный полёт новой модели семейства Р-7 - "Союз-2.1в". О длинной и славной истории "семёрки" и о её новой модификации я бы и хотел рассказать.

Колыбель цвета хаки

В начале двадцатого века ученые и энтузиасты занимались ядерной физикой и строили первые ракеты с жидкостным двигателем. Катализатор Второй Мировой войны породил реализованные в металле технологии - ядерную бомбу ("Манхеттенский проект", США) и баллистические ракеты ("Фау-2", Германия). Очевидная выгода от их сочетания и напряжение Холодной войны породили межконтинентальные баллистические ракеты, первой из которых стала "Р-7", созданная в ОКБ-1 Сергея Павловича Королёва.
Задача создания МБР требовала прорыва в новое, многие решения принимались априорно и определили судьбу ракеты:

В 1953 году масса головной части с термоядерной боеголовкой была принята равной 5,5 тонн по докладной записке Андрея Сахарова. Несмотря на то, что уже спустя месяц Сахаров нашёл возможность уменьшить вес вдвое, требование грузоподъемности для ракетчиков сохранили. Ракета получилась слишком мощной для боевой, но обрела блестящее космическое будущее. Что любопытно, в США была совершенно такая же ситуация при разработке МБР "Атлас". Американцы изменили требования, перепроектировали ракету (потратив время, которое им очень не помешало бы в космической гонке), выиграли в военном смысле (стартовые позиции "Атласов" были проще и дешевле, их построили в разы больше), но получили очень серьезные проблемы с запуском в космос человека - мощность МБР как ракеты-носителя была в дефиците.

Одной ступенью получить межконтинентальную дальность было невозможно. А двигателисты не могли гарантировать запуск двигателя в невесомости после отделения первой ступени. Пришлось ставить первую ступень сбоку. Стартовый комплекс получился открытым, очень большим и очень неподходящим для военного применения. У американцев были такие же проблемы, и они их решили крайне своеобразно - МБР "Атлас" также запускала все три двигателя при старте, а в полёте сбрасывала два двигателя из трёх вместе с частью хвостового отсека.

Для управления полётом ракеты использовалась радиокоррекция с наземных пунктов. Это было верное решение для своего времени (в США ничего лучше тоже не придумали). В случае размещения стартовой позиции на полигоне "Капустин Яр" в районе Астрахани наземные пункты оказывались в горах Кавказа и надежной связи дать не могли. Пришлось искать новое место, которым стал район разъезда Тюра-Там, из соображений секретности названный "Байконур". К сожалению, технический прогресс быстро сделал инерциальную навигацию достаточно точной и необходимость радиокоррекции отпала, а космодром в тяжелых климатических условиях и, после распада СССР, в другом государстве, остался.

Р-7 как конструктор

Первая версия "семёрки" имела две ступени - центральный блок "А" и четыре боковых блока "Б", "В", "Г", "Д".

Боковые блоки

Центральный блок

В двухступенчатом варианте Р-7 могла вывести на орбиту примерно тонну. Этого было мало, да и законы баллистики говорили о том, что небольшая третья ступень, работающая в апогее, серьезно бы увеличила грузоподъемность ракеты. Такой третьей ступенью стал блок "Е", ракета получила названия "Луна" и "Восток" и использовалась с 1958 по 1991 год.

Блок "Е"

Более мощная третья ступень могла бы ещё повысить грузоподъемность ракеты. Так появился блок "И":

Блок "И"

Для запуска более тяжелых аппаратов к Луне и спутников связи "Молния", которые выводились на высокоэллиптические орбиты, была добавлена четвертая ступень - блок "Л"

Блок "Л"

Если вам хочется более подробно посмотреть, как это всё работает и летает, рекомендую - семейство Р-7 в Orbiter"e представлено отлично.

2.1в

Обратите внимание на изменение геометрических размеров первой ступени. Двигатель НК-33 при сравнимой массе имеет в полтора раза большую тягу, чем РД-108, и не имеет таких устаревших решений, как привод турбонасосного агрегата от отдельного бака с перекисью водорода. При этом сохраняется совместимость с существующими стартовыми сооружениями - используются те же узлы подвески, для нижней части стартового стола требуется минимальная доработка. Если говорить о более отдаленном будущем - возможны последующие модификации с добавлением геометрически более совершенных (цилиндр, а не конус) боковых блоков с новыми двигателями и ожидаемой полезной нагрузкой до 15-17 тонн.