Rocket "Soyuz": popis, historie, start a zajímavé fakty

Soyuz je řada sovětských třístupňových raketových vozidel, které po několik desetiletí zůstaly nejlepšími prostředky pro spuštění kosmické lodi různých druhů a účelů na oběžnou dráhu Země. Úspěšný vývoj v oblasti raketové výroby nám umožnil vytvořit startovní vozidlo s dobrým energetickým výkonem a velkým potenciálem modernizace.

Popis

Soyuz je posilovač střední třídy určený k uvedení na nízké úrovni Oběžná dráha Země kosmické lodě typu Progress a Soyuz, stejně jako výzkum (Resource, Foton) a socioekonomické kosmické lodě s automatickým řízením. Trojstupňové startovací vozidlo (LV) Soyuz je založeno na raketě R-7, a proto patří do rodiny těchto raket s přidáním třetí etapy.

Byl vyvinut a vyroben v OKB-1 (nyní TsSKB-Progress). Vedoucími projektu byli Korolev S.P. a Kozlov D. I. Provoz série raketových vozidel začal v roce 1963 a analogicky s modelem, na kterém byl založen nový dopravce, byly stále nazývány "Východ slunce". Od roku 1966 se oficiálně objevuje název "Union". V příštích několika desetiletích, až do roku 2000, byla raketa Soyuz podrobena několika úpravám.

Dějiny stvoření

Historie stvoření začala dlouho před prvním uvedením do provozu. Začátkem bylo rozhodnutí Ústředního výboru CPSU o potřebě vyvinout novou mezikontinentální balistickou raketu, která dokáže přenášet termonukleární náboj za značnou vzdálenost v tisících kilometrech. Po několika letech vývoje byl úkol dokončen. Mezikontinentální dvoustupňová raketa nového modelu ICBM R-7A vstoupila do provozu se speciálně vytvořenou jednotkou raketových sil. První uvedení se uskutečnilo v roce 1959. V různých verzích je R-7 v provozu pouhých 10 let, ale díky svému vysokému potenciálu modernizace a úspěšnému designu se stala základem pro celou řadu kosmických nosných vůlí.

Již po prvním letovém kosmickém letu, jako součásti delšího letového programu, začal vývoj nové rakety založené na R-7. Problémem bylo, že všechny rakety Sovětského svazu v té době, včetně Voskod, nebyly vhodné pro provoz v rámci specifikovaném projektem. Kromě zvýšení délky letu by nová raketa měla v případě mimořádné události, která nebyla u Risingu plánována, zavést nouzový záchranný systém posádky.

Základem pro konstrukci nové rakety střední třídy R-7 jsou už provozované nosiče Voskhod a R-7A. Nová RN obdržela název "Union" a index 11A511. Toto třístupňové odpalovací vozidlo bylo použito ke spuštění lodí Soyuz a Progress. Poprvé byl v roce 1966 zahájen start rakety Soyuz.

Charakteristiky

Délka raketometu Sojuz závisí na typu kosmické lodi dodané do vesmíru, ale nepřesahuje 50,67 m. Průřez je 10,3 m a příčné rozměry jsou vzdálenost mezi konci vzduchových kormidel. Celková hmotnost startovacího vozu Soyuz ve stavu naložení (start) je 308 tun, maximální hmotnost paliva je 274 tun, maximální tzv. Suchá celková hmotnost startovacího vozu Soyuz je 34 tun a také závisí na typu kosmické lodi vypouštěné na oběžnou dráhu. zařízení. Celkový tah vyvinutý pomocí PH: 413 ton síly na hladině moře a více než 500 ton síly ve vakuu. Raketa Soyuz 11A511 je schopna nasadit na oběžnou dráhu Země 7 tun užitečných zatížení. Letový čas startovacího vozidla je asi 9 minut.

Designové prvky 11А511

Raketa Soyuz 11A511 se skládá ze tří stupňů s urychlovačem na prvním "B", "C", "G" a "D", dva bloky "A" a "I" (druhá a třetí etapa) nákladní a havarijní záchranné systémy (SAS). Konstrukce využívala modernizované motory dvoustupňové rakety MBR R-7A a třístupňového startovacího vozu "Voskhod". Zpočátku byla provedena modernizace jednotky třetí etapy, která umožnila zlepšit energetické ukazatele LV a později se dále rozvíjely další etapy. Jejich vzhled se nezměnil, ale obsah a možnosti se staly novým:

• Na bloku "A" byl nainstalován nový telemetrický systém.
• Vestavěná síť pro správu kabelů nahrazena světlem.
• Sklon orbitu lodi vůči rovníkové rovině se snižuje o více než 10 ^o .
• Snížení délky a hmotnosti kabelové síťové jednotky "A".
• Nahradil motory bloku "A".
• Posílil sílu některých prvků první fáze.

Obecně se na vnější straně nosná raketa Soyuz liší od předchozích spouštěcích vozidel - především s výložníkem hlavy se čtyřmi stabilizátory a kuželovitým tvarem prvního stupně, stejně jako s přítomností poplašného systému nahoře.

Kroky RN "Union"

Dvě fáze startovního vozidla jsou podobné startovacímu vozidlu Vostok, ale s řadou vylepšení. První stupeň rakety se skládá ze čtyř bočních kuželových urychlovačů. Na každém urychlovacím stroji jsou instalovány autonomní motory. Oddělení jednotek akcelerátoru během startu se uskuteční přibližně za 118 sekund od letu raket. Hmotnost boční jednotky bez paliva není větší než 3,75 tuny, hmotnost paliva je 155-160 tun.

Druhý stupeň zahrnuje centrální jednotku "A" s palivem a užitečným zatížením. Hmotnost bez paliva je nejvýše 6 tun, palivo je 90-95 tun. Druhá fáze je oddělena od startovacího vozidla asi 278 sekund letu.

Třetím modifikovaným stupněm je zdokonalený blok "I" vozu Voskhod 11A57 o celkové délce 6,7 ma průměru 2,66 m. Je vybavený čtyřkomorovým raketovým motorem s kapalinovým pohonem s jednou sestavou turbopumpu. Celková hmotnost 25 tun

Rocket "Soyuz" - palivové a pohonné systémy

Palivo použité pro motory všech stupňů bylo totožné - kerosen T-1. Tekutý kyslík byl použit jako oxidační činidlo. Je to vysoce výbušná látka, ale není toxická. Pro provoz pomocných systémů bylo použito malé množství kapalného dusíku a peroxidu vodíku.

V první fázi byly vyrobeny čtyři čtyřkomorové raketové motory s kapalným pohonem (kapalina raketové motory) RD-107 8D728. Každý motor rakety "Soyuz" v prvním stupni měl 4 hlavní pevné spalovací komory a 2 řídící tyče na závěsných závěsech. Celková hmotnost motoru byla 1300 kg.

Ovládání druhého stupně rakety Soyuz je motor LRE RD-108, který se skládá ze 4 pevných a 4 otočných kamer s odchylkou 350, které byly výkonnými orgány raketového řízení a používaly k řízení polohy rakety v prostoru. Jedná se o motor s otevřeným cyklem s tlakovými a plynovými systémy o hmotnosti 1195 kg.

Pro třetí stupeň - vysoce spolehlivý LRE RD-0110 11D55. Jedná se o motor s otevřeným cyklem s přívodem přeplňovaného paliva, který byl vytvořen v OKB-154 pod vedením S.A. Kosberga, měl také 4 hlavní a 4 rotační spalovací komory. Doba trvání nepřetržité práce je 250 sekund.

Nouzový záchranný systém

Při vývoji startovacího vozu Soyuz, jedním z klíčových úkolů, kterým čelí návrháři, bylo vytvořit systém pro záchranu posádky v případě nouze. V důsledku toho byl vyvinut a realizován nouzový záchranný systém (SAS), který byl aktivován před spuštěním rakety a pokud je to zapotřebí, zajišťoval záchranu posádky na začátku nebo na jakékoliv části letu.

Systém zajišťuje odstranění z rakety hlavy s posádkou na bezpečné místo společně s plachtou, sestupem a přístrojovým agregátorem. Za tímto účelem byly rozdělené raketové motory instalovány na jímání hlavy, pracující na tuhá paliva ve spojení se čtyřmi malými řídícími motory. Na samém vrcholu hromadění hlavy se nacházel malý motor, jehož úkolem bylo přesunout celý modul na stranu po operaci separačního pohonného systému. Takový systém se stal typickým pro všechny "svazky".

Změny

PH 11A511 má následně 3 modifikace:

• "Soyuz-L" - byl určen pro starty lunárního komplexu H1-LZ. Vnější rozdíl tohoto startovacího vozidla je neobvyklým tvarem hlavy. Byly zde 3 starty tohoto startovacího vozidla s kosmickou lodí řady "Cosmos" 379, 398 a 434.
• Soyuz-M je vývoj pobočky společnosti Kuibyshev společnosti TsKBEM pro uvedení do terénu oběžných drah speciálních průzkumných vozidel řady Zenit (4M, 4MT, Orion) a Soyuz 7K-VI. Osm spouštění této úpravy bylo vyrobeno z kosmodromu Plesetsk.
• Soyuz-U je poslední modifikace založená na PH 11A511. Při vývoji tohoto dopravce byly také zohledněny vývojy, které již byly použity v úpravách Soyuz-L a Soyuz-M. Tento raketový dopravce byl navržen v 70. letech a byl primárně určen pro spuštění bezpilotních a bezpilotních dopravních kosmických lodí Progress. S pomocí této rakety byly spuštěny do vesmíru mnoho domácích a zahraničních kosmických lodí z takových řad jako Cosmos, Foton, Resource-F a Bion. Hlavním rozdílem mezi vozidly Soyuz-U jsou zlepšené energetické charakteristiky dálkového ovládání stupňů 1 a 2. Tato variace startovacího vozu byla považována za jednu z nejúspěšnějších a dlouhou dobu byla nejoblíbenější. Jeho spuštění bylo provedeno 771krát.

Modernizací Soyuz-U v TsSKB-Progress byla vytvořena nosná raketa Soyuz-2, která se vyznačovala zvýšenou nosností a byla schopna dát do oběžné dráhy Země 9200 kg užitečného zatížení. Následně byla na základně Soyuz-2 vyrobena celá řada raket Soyuz-ST, které se vyznačovaly modifikovaným řídícím systémem. Nejnovější modifikací raketometu Soyuz-U je raketa Soyuz-FG vytvořená v roce 2001.

Spustí

Startovací vozidlo Soyuz začalo v roce 1966 úspěšně spouštět umělé pozemské družice do vesmíru. Zpočátku to byly kosmické přístroje a později pilotované kosmické lodě. Během prvních 10 let provozu startovacího vozu 11A511 bylo z kosmodromu Baikonur provedeno 32 startů, z nichž 30 bylo úspěšných.

Následně bylo na základě raketometu Soyuz vytvořeno několik úprav, které provádějí různé úkoly, zejména pro spouštění tuzemských i zahraničních kosmických lodí pro různé účely. Pro uvedení startovacího vozu Soyuz bylo vytvořeno 7 startovacích podložky:

• Baikonur - 2 místa.
• Plešetsk - 3.
• Guiana Space Center (Francouzská Guyana) - 1.
• Kosmodrom "Vostochny" - 1.

Celkový počet všech startů "Soyuz" byl 1020. Na konci roku 2016 bylo dokončeno celkem 44 startů vozidel Soyuz 2.1a a Soyuz 2.1b LV.

Fakta a incidenty

Jednou z misí sondy Soyuz 11A511 byla schopnost spustit vesmírnou loď s posádkou na posádku Měsíce. Za tímto účelem bylo naplánováno vytvoření celého komplexu lodi s obsluhou, cisternového tankeru a horního jeviště na blízké oběžné dráze. Všechny prvky byly umístěny do oběžné dráhy za pomoci Soyuzu.

Do startu vozidla v Soyuzu došlo pouze ve dvou případech. V prosinci 1966 při přípravě před zahájením provozu pyrozapal nefungoval a automatizace zrušila start. Pracovníci začali postup vypouštění paliva, ale po 27 minutách pracoval SAS, který zůstal aktivní po celou dobu. Příčinou operace byla rotace Země, v důsledku čehož senzory zaznamenaly úhlovou odchylku polohy lodi a aktivovaly poplašný systém. Výsledkem bylo, že po odpojení hlavové části od potrubí došlo k rozlití chladicí kapaliny a požáru, po němž následovala řada výbuchů. Jedna osoba byla zabita udušením a dva byli zabiti zraněním a vybavení bylo poškozeno.

V roce 1975, kdy byla loď vypuštěna na oběžnou dráhu ve výšce 150 km, selhání automatizace způsobilo, že loď se oddělila od odpalovacího vozidla. Vozidlo s posádkou sestoupilo na horském svahu v Altai a svalilo se dolů. Astronauti byli zachráněni padákem, který nezastřelili, chytili se na strom. Žádná posádka nebyla zraněna.

Rakety Soyuz

Bylo vyvinuta celkem 10 modifikací startovacího vozu Soyuz. Dnes, s pomocí dopravce Soyuz-U, jsou zahájeny nákladní lodě. Na konci roku 2016 byl zahájen přístroj Progress MS-04 se spouštěcím vozidlem Soyuz-U. Největší pozornost moderního domácího leteckého průmyslu je věnována vývoji raketometu Soyuz-2.1a. Práce na modernizaci této nosné rakety začaly v 90. letech. Byly vyvinuty a nainstalovány nové motory, byl zaveden nový telemetrický systém, byl automatizován proces přípravy testů a před zahájením výroby. V důsledku toho byly zlepšeny obecné charakteristiky přístroje a přesnost spuštění na oběžnou dráhu.