Ракета "Сојуз": опис, историја, лансирање и занимљивости

Сојуз је серија совјетских тростепених лансирних возила која су неколико деценија остала најбоља возила за лансирање свемирских летелица различитих врста и намена у Земљину орбиту. Успешни развоји у области ракетне производње омогућили су нам да створимо лансирно возило са добрим енергетским перформансама и великим потенцијалом за модернизацију.

Десцриптион

Соиуз је помоћни уређај средње класе који је дизајниран за лансирање у ниску разину Земљина орбита летелице типа Прогресс и Соиуз, као и истраживачки (Ресоурце, Фотон) и социо-економски свемирски брод са аутоматском контролом. Троступањско лансирно возило (ЛВ) Соиуз је базирано на Р-7 ракети, и стога припада породици ових ракета са додатком 3. фазе.

Развијен је и произведен у ОКБ-1 (сада ТсСКБ-Прогресс). Руководиоци пројекта били су Королев С.П. и Козлов Д. И. Операција серије лансирних возила почела је 1963. године, а по аналогији са моделом на којем је био базиран нови носач, они су се још звали "Сунрисе". Од 1966, назив "Унион" је званично ступио на снагу. У наредних неколико деценија, до 2000-их, ракета Сојуз била је подвргнута неколико модификација.

Историја стварања

Историја стварања је почела много пре првог лансирања. Почетак је била одлука Централног комитета ЦПСУ о потреби да се развије нова интерконтинентална балистичка ракета која може да испоручи термонуклеарни набој на значајној удаљености у хиљадама километара. Након неколико година развоја, задатак је завршен. Интерконтинентална двоетапна ракета новог модела ИЦБМ Р-7А ушла је у рад са посебно креираном јединицом ракетних снага. Прво лансирање је одржано 1959. У различитим верзијама, Р-7 је у употреби само 10 година, али захваљујући свом великом потенцијалу модернизације и успешном дизајну, постао је основа за целу породицу свемирских лансирних возила.

Већ после првог свемирског лета са људском посадом, као део дужег програма лета, почео је развој нове ракете засноване на Р-7. Проблем је био у томе што све ракете Совјетског Савеза у то време, укључујући и Воскода, нису биле погодне за рад у оквиру који је пројект поставио. Поред повећања трајања лета, нова ракета би требало да имплементира систем за хитно спасавање посаде у случају ванредне ситуације која није била предвиђена на устанку.

Основа за пројектовање нове ракете средње класе породице Р-7 су већ оперисани носачи Воскход и Р-7А. Нови РН добио је назив "Унион" и индекс 11А511. Ово тростепено лансирно возило је кориштено за лансирање бродова Соиуз и Прогресс. Први пут је лансирање ракете Сојуз извршено 1966. године.

Карактеристике

Дужина ракетног бацача Сојуз зависи од типа летелице која се испоручује у свемир, али не прелази 50,67 м. Попречни пресек је 10,3 м, а попречне димензије су растојање између крајева ваздушних кормила. Укупна маса покретног возила Сојуз у оптерећеном стању (старт) је 308 тона, максимална тежина горива је 274 тона, максимална тзв. апарата. Укупни потисак који је развио ПХ: 413 тона силе на нивоу мора и преко 500 тона у вакууму. Ракет Сојуз 11А511 је способан да у орбиту Земље стави 7 тона терета, а време лета за лансирање је око 9 минута.

Карактеристике дизајна 11А511

Ракета Соиуз 11А511 састоји се од три фазе са убрзивачима на првим “Б”, “Ц”, “Г” и “Д”, два блока “А” и “И” (друга и трећа фаза), глава за облагање, адаптор посаде за системе за спасавање терета и хитне службе (САС). Пројектом су коришћени надограђени мотори двоетапне ракете МБР Р-7А и тростепено лансирно возило "Воскход". У почетку је извршена модернизација јединице треће фазе, која је омогућила побољшање енергетских показатеља ЛВ, а касније су развијене и друге фазе. Њихов изглед се није промијенио, али су садржај и могућности постали нови:

• На блоку “А” је инсталиран нови телеметријски систем.
• Мрежа за управљање каблом замењена упаљачем.
• Нагиб орбите брода у односу на екваторијску раван смањује се за више од 10 ^о .
• Смањена је дужина и тежина кабловске мреже "Анд".
• Замењени су мотори блока "А".
• Ојачана снага неких елемената прве фазе.

Генерално, споља, ракета носача Сојуз разликује се од претходних возила за лансирање - пре свега, са главом главе са четири стабилизатора и коничним обликом јединица прве фазе, као и присуством алармног система на врху.

Кораци РН "Унион"

Две етапе лансирног возила су сличне лансирном возилу Восток, али са неколико побољшања. Прва фаза ракете састоји се од 4 бочна конусна блока акцелератора. Аутономни мотори су инсталирани на сваком убрзивачу. Одвајање акцелераторских јединица током лансирања одвија се око 118 секунди лета ракете. Маса бочне јединице без горива није већа од 3,75 тона, тежина горива је 155-160 тона.

Друга фаза укључује централну јединицу "А" са горивом и корисним теретом. Маса без горива није већа од 6 тона, гориво је 90-95 тона, друга фаза је одвојена од лансирног возила за око 278 секунди лета.

Трећа, модификована фаза је надограђени блок „И“ Воскода 11А57 укупне дужине 6,7 м и пречника 2,66 м. Опремљен је четверокоморним ракетним мотором са једним погонским агрегатом са једним турбопумпом. Укупна тежина 25 тона

Ракета "Сојуз" - гориви и погонски системи

Гориво које се користи за моторе свих фаза било је идентично - керозин Т-1. Као оксидациони агенс је коришћен течни кисеоник. То је високо експлозивна супстанца, али није токсична. За рад помоћних система коришћена је мала количина течног азота и водоник пероксида.

За прву фазу, четири 4-коморна ракетна мотора са течним погонским горивом (течна ракетни мотори) РД-107 8Д728. Сваки мотор ракете "Сојуз" прве фазе имао је 4 главне фиксне коморе за сагоревање и 2 управљачке шипке на шарнирима. Укупна тежина мотора била је 1300 кг.

Контрола друге фазе ракете Сојуз је мотор ЛРЕ РД-108 који се састоји од 4 фиксне и 4 окретне камере са одступањем од 350, који су били извршни органи контроле ракете и коришћени за контролу положаја ракете у простору. Ово је мотор отвореног циклуса са системима за стварање притиска и системима за генерисање гаса тежине 1195 кг.

За трећу фазу - високо поуздана ЛРЕ РД-0110 11Д55. Ово је мотор отвореног циклуса са снабдевањем горивом са турбокомпресором, створен у ОКБ-154 под командом С. А. Косберг је такође имао 4 главне и 4 ротационе коморе за сагоревање. Ограничавајуће време непрекидног рада је 250 секунди.

Систем за хитно спасавање

Приликом развоја покретачког возила Сојуз, један од кључних задатака дизајнера је био да створе систем за спасавање посаде у случају хитне ситуације. Као резултат тога, развијен је и имплементиран систем за хитну помоћ (САС), који је активиран прије лансирања ракете и, ако је потребно, предвиђен за спашавање посаде на почетку или на било којем дијелу лета.

Систем обезбеђује уклањање из ракете главне јединице са посадом на сигурно место заједно са апаратом за спуштање и инструмент-агрегат. У ту сврху, ракетни ракетни мотори су постављени на главу, радећи на чврстом гориву у комбинацији са четири мала контролна мотора. На самом врху главе је био мали мотор, чији је задатак био да након рада система за одвајање одвоји цијели модул на страну. Такав систем је постао типичан за све "Синдикате".

Модификације

ПХ 11А511 је касније имао 3 модификације:

• "Сојуз-Л" - намењен је за лансирање лунарног комплекса Х1-ЛЗ. Екстерна разлика овог лансирног возила је необичан облик главе. Било је 3 лансирања овог лансирног возила са свемирским летелицама серије "Цосмос" 379, 398 и 434.
• Сојуз-М је развој Куибисхевског огранка ТсКБЕМ-а за лансирање извиђачких возила серије Зенит (4М, 4МТ, Орион) и Сојуз 7К-ВИ војних истраживачких бродова у орбиту Земље. Осам лансирања ове модификације направљено је из космодрома Плесецка.
• Соиуз-У је најновија модификација заснована на ПХ 11А511. Приликом развоја овог носиоца, узели су се у обзир и развој који се већ користио у модификацијама Сојуз-Л и Сојуз-М. Овај ракетни носач дизајниран је 70-их година и првенствено је био намијењен за лансирање бродског и беспилотног транспортног свемирског брода Прогрес. Уз помоћ ове ракете, многи од домаћих и страних летилица таквих серија као што су Космос, Фотон, Ресоурце-Ф и Бион лансирани су у свемир. Главна разлика између Соиуз-У је побољшање енергетских карактеристика даљинског управљања фаза 1 и 2. Ова варијација лансирног возила сматрана је једном од најуспјешнијих, а дуго времена била је најпопуларнија. Лансирање је обављено 771 пута.

Унапређењем Сојуз-У у ТсСКБ-Прогрессу, створен је ракетни носач Сојуз-2, који је био познат по повећаној носивости и могао је да унесе 9.200 кг терета у орбиту Земље. Потом је на бази Сојуз-2 направљена цела породица лансирних возила Сојуз-СТ, која су се разликовала по модификованом систему контроле. Најновија модификација Соиуз-У ракетног лансера је ракета Сојуз-ФГ створена 2001. године.

Покреће

Лансирно возило Сојуз почело је успешно лансирати вештачке земаљске сателите у свемир 1966. године. У почетку, то су били уређаји свемирских летелица, а касније пилот летелице. Током првих 10 година рада лансирног возила 11А511, спроведено је 32 лансирања са космодрома Баиконур, 30 је било успешно.

Након тога је направљено неколико модификација на бази ракетног бацача Сојуз за обављање различитих задатака, углавном за лансирање домаћих и страних летилица за различите сврхе. За лансирање стартног возила Сојуз направљено је 7 подметача за лансирање:

• Баиконур - 2 места.
• Плесетск - 3.
• Свемирски центар Гвајана (Француска Гијана) - 1.
• Космодром "Восточниј" - 1.

Укупан број лансирања "Сојуза" био је 1020. Крајем 2016. године завршено је укупно 44 лансирања Сојуза 2.1а и Сојуза 2.1б ЛВ.

Чињенице и инциденти

Једна од мисија Сојуза 11А511 била је способност покретања летелице са посадом у орбиту Месеца. У том циљу, планирано је да се на околној орбити створи читав комплекс бродова са посадом, танкерима и горњим степеном. Сви елементи су стављени у орбиту уз помоћ Сојуза.

Било је само два инцидента у лансирању возила Сојуз. У децембру 1966. године, током припреме за лансирање, пирозап није функционисао, а аутоматизација је отказала лансирање. Особље је започело процедуру испуштања горива, али након 27 минута радила је САС, која је остала активна цијело вријеме. Узрок операције је била ротација Земље, због чега су сензори регистровали угаоно одступање положаја брода и активирали алармни систем. Као резултат тога, након што је дио главе искључен из цјевовода, расхладна течност се просула и запалила, након чега је услиједила серија експлозија. Једна особа је убијена од гушења, а двоје је погинуло од повреда, а опрема је оштећена.

1975. године, када је брод избачен у орбиту на надморској висини од 150 км, неуспјех аутоматизације изазвао је одвајање брода од лансирног возила. Возило са посадом се спустило на планину Алтаи и спустило се. Астронауте су спашавали падобрани, које нису пуцали, ухваћени на дрвету. Нико од посаде није повређен.

Соиуз ракета сада

Развијено је укупно 10 модификација покретног возила Сојуз. Данас, уз помоћ пријевозника "Сојуз-У", лансирају се теретни бродови. Крајем 2016. године лансиран је апарат Прогресс МС-04 са лансирним возилом Сојуз-У. Највећу пажњу модерне домаће авио-индустрије посвећује развоју ракетног бацача Сојуз-2.1а. Рад на модернизацији ове ракетне ракете почео је деведесетих година. Развијени су и инсталирани нови мотори, уведен је нови телеметријски систем, аутоматизован је процес тестирања и припреме за покретање. Као резултат тога, побољшане су опште карактеристике апарата и тачност лансирања у орбиту.