РАКЕТЫ-НОСИТЕЛИ «СОЮЗ-2»

Ракеты-носители типа «Союз-2» разработаны на базе серийной РН «Союз-У». На ракетах-носителях «Союз-2» применены усовершенствованные двигательные установки и современные системы управления и измерений, что существенно повысило технические и эксплуатационные характеристики РН. Работы проведены в два этапа. На этапе 1а создан унифицированный носитель «Союз-2-1а» для различных типов головных блоков с диаметрами головных обтекателей до 4,11 м. РН характеризуется повышенной точностью выведения и увеличенной массой полезных грузов на низких орбитах за счет усовершенствования системы управления и двигательных установок I и II ступеней. На этапе 1б блок III ступени (РН «Союз-2-1б») был оснащен современным двигателем 14Д23 (РД-0124), что позволило дополнительно повысить энергетические возможности носителя.

Головной разработчик РН ‑ АО «РКЦ «Прогресс» (г. Самара). РН «Союз-2» в зависимости от назначения могут использовать РБ «Фрегат».

• новое поколение легендарной ракеты-носителя;
• экологически безопасные компоненты топлива - керосин и жидкий кислород;
• повышенная энерговооруженность и современная система управления - новые возможности для выведения космических аппаратов.

Ракеты-носители типа «Союз-2»

Ракеты-носители «Союз-2» в сочетании с разгонным блоком «Фрегат» предназначены для запусков космических аппаратов на околоземные орбиты различных высот и наклонений, включая геопереходные и геостационарную, а также отлетные траектории.

Конструктивно ракеты-носители «Союз-2», как и все РН семейства «Союз», выполнены по схеме продольно-поперечного деления ракетных ступеней. На первом этапе полёта работают двигатели четырех боковых и центрального блоков, на втором, после отделения боковых блоков - только двигатель центрального блока.

Применительно к условиям эксплуатации в Гвианском космическом центре ракеты-носители «Союз-2» доработаны в части безопасности (прием команд с Земли на прекращение полета), системы телеизмерений (дециметровый диапазон частот с европейской структурой кадра телеметрии) и стойкости к повышенной влажности, морской транспортировке и т.д. - РН «Союз‑СТ-А» и «Союз-СТ-Б». На РН применяется головной обтекатель диаметром 4,11 м.

Стартовые комплексы ракет-носителей семейства «Союз-2»

Пуски ракет-носителей «Союз-2» осуществляются с космодромов БАЙКОНУР, ПЛЕСЕЦК, ВОСТОЧНЫЙ; пуски РН «Союз-СТ-А» и «Союз-СТ-Б» - из ГКЦ (Французская Гвиана).

Пусковая площадка № 31 на космодроме БАЙКОНУР (головной разработчик СК - филиал ФГУП «ЦЭНКИ» - НИИ СК), эксплуатируется с 1961 года. С площадки № 31 проводились запуски космических аппаратов серий «Метеор», «Молния», «Прогноз», «Ресурс», «IRS», «Космос». Запуски пилотируемых космических кораблей с этой площадки проводились в 1970-е и начале 1980-х годов, а также с 2012 г. К 2006 году площадка № 31 была модернизирована для проведения пусков РН «Союз-2».

Пусковая установка площадки № 44 космодрома ПЛЕСЕЦК также прошла модернизацию для работы с ракетами-носителями типа «Союз-2».

Стартовый комплекс для пусков ракет-носителей «Союз-СТ» был построен на космодроме Гвианского космического центра. Первый пуск РН «Союз-СТБ» по программе ESA был осуществлен из ГКЦ в 2011 году.

28 апреля 2016 года проведен первый пуск ракеты-носителя «Союз-2.1а» с новой стартовой площадки первого гражданского космодрома России ВОСТОЧНЫЙ. Это самый современный российский космодром - в нем воплощены новейшие технические решения. Так, подготовка к пуску осуществляется с использованием мобильной башни обслуживания закрытого типа. Эта конструкция уникальна для России: в ней 7 ярусов, ее вес 1600 тонн, высота 52 метра. На космодромах ПЛЕСЕЦК и БАЙКОНУР нет подобного оборудования. Башня позволяет проводить все работы по подготовке к старту в самых сложных климатических условиях. Благодаря использованию мобильной башни, люди, обеспечивающие запуск ракет-носителей, находятся в значительно большей безопасности и комфорте. В том числе здесь предусмотрена система аварийной эвакуации.

Основные характеристики РН «Союз-2» (Диаметр головного обтекателя 2,7 м - 4,11 м)

* НОО - низкая околоземная орбита; ССО - солнечно-синхронная орбита; ГПО - геопереходная орбита; ГСО - геостационарная орбита.

Александр Кирилин.

"Решение о возможной замене этих ракет "Союзом-2.1в" возможно по завершении летно-конструкторских испытаний", - сказал Кирилин, отвечая на вопрос, может ли новый носитель прийти на смену "Днепру" и "Рокоту".

Программа летных испытаний, напомнил собеседник агентства, предполагает пять запусков. Первый и пока единственный пуск "Союза-2.1в", с разгонным блоком "Волга" и космическим аппаратом "Аист", состоялся в конце 2013 года. По словам Кирилина, очередной запуск проведут, ориентировочно, в начале лета, а третий может состояться в четвертом квартале 2015 года.

Отвечая на вопрос, будет ли "Союз-2.1в" предложена европейской "Арианспейс" для запусков с космодрома Куру, Кирилин отметил, что эта возможность не рассматривается.

Минобороны РФ ранее объявило, что с 2016 года откажется от "Рокотов" в пользу "Ангары" и "Союза-2.1в". До этого момента планировалось провести еще четыре пуска - три в 2015-м и один в 2016-м. Сегодня некоторые СМИ сообщили, что 3 марта с космодрома Плесецк состоится последний запуск этой ракеты. Причиной были названы проблемы во взаимодействии с поставщиком систем управления для разгонных блоков - харьковским "Хартроном", поскольку оборудование для "Рокотов" попало под введенный украинскими властями запрет на экспорт в Россию продукции, которую можно использовать в военных программах.

Директор по коммуникациям разработавшего "Рокот" Центра им. Хруничева Александр Шмыгов сообщил ТАСС о прекращении сотрудничества с "Хартроном" по этому проекту в интересах Минобороны РФ. "Работы по запуску "Рокотами" гражданских космических аппаратов, в частности, по европейской программе, продолжаются. Все запланированные пуски "Рокотов" будут выполнены, возможности и технические решения для этого, безусловно, у нас есть", - сказал он.

Как сообщил ТАСС глава представительства Европейского космического агентства в России Рене Пишель, на 2015 и 2016 годы запланировано по одному пуску "Рокотов" с европейскими аппаратами серии "Сентинел". "В этом году запуск планируется на осень. Мы со своей стороны готовы его провести. Но все будет зависеть от российской стороны", - сказал Пишель.

"Союз-2.1в" - первая легкая жидкостная ракета, разработанная в современной России. Она может выводить до 2,8 тонны полезной нагрузки на низкую околоземную орбиту, а с "разгонником" "Волга" - до 1,4 тонны на солнечно- синхронную орбиту. Таким образом, она входит в нишу ракет легкого класса вместе с "Днепром" и "Рокотом".

"Рокот" был создан на базе снимаемой с вооружения межконтинентальной баллистической ракеты РС-18, первый пуск носителя состоялся весной 2000 года. В общей сложности было проведено свыше 20 запусков, в частности, в 2014 году ракеты "Рокот" вывели на орбиту три аппарата военного назначения и три спутника связи " ".

Техническая справка

РН «Союз-2» этапа 1В - двухступенчатая ракета-носитель легкого класса предназначена для запуска КА с доработанного стартового комплекса РН «Cоюз-2», расположенного на космодроме «Плесецк». Ракета-носитель 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 второй ступени заимствуется с доработкой с блока 3 ступени РН «Союз-2» этапа 1Б. 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-2-1В» используется система управления с РН «Союз-2» этапа 1Б с доработкой программно-математического обеспечения и изменением приборного состава.

Схема: samspace.ru

На РН «Союз-2-1В» для сопряжения со стартовым устройством произведены следующие доработки: · на блоке 1 ступени устанавливаются 4 кронштейна под несущие стрелы стартового сооружения; на хвостовом отсеке блока 1 ступени устанавливаются 4 кронштейна под направляющие устройства стартового сооружения.

Техническая справка

Ракета-носитель легкого класса «Рокот» создана в соответствии с Распоряжением Правительства РФ на базе снимаемых с вооружения двухступенчатых баллистических ракет РС-18 и предназначена для выведения космических аппаратов массой до 2 т на низкие околоземные орбиты.

"Рокот" состоит из 3-х ступеней. Первые две ступени представляют собой блок ускорителей стратегической ракеты РС-18 (СС-19). В качестве третьей ступени используется новый разгонный блок "Бриз-КМ".

Схема РН "Рокот" / Фото:www.khrunichev.ru

Тактико-технические характеристики РН “Рокот”

Ракета-носитель легкого класса "Рокот", созданная в соответствии с Распоряжением Правительства №925-р, состоит из 3-х ступеней. Первые две ступени представляют собой блок ускорителей стратегической ракеты РС-18 (СС-19).

В качестве третьей ступени используется новый разгонный блок "Бриз-КМ". Для носителя разработан головной обтекатель, который позволяет размещать под ним один или несколько космических аппаратов. На блоках ускорителей установлены высокоэкономичные ЖРД, работающие на азотном тетроксиде (окислитель) и несимметричном диметилгидразине (горючее).

Техническая справка

предназначена для оперативного высокоточного выведения на околоземные орбиты с высотами 300-900 км, наклонениями 50.5°, 64.5°, 87.3°, 98° одного или группы космических аппаратов различного назначения массой до 3,7 т.

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.

РАКЕТА-НОСИТЕЛЬ «СОЮЗ-2»

THE CARRIER ROCKET «SOYUZ-2»

02.02.2018


Специалисты Центра контроля космического пространства Космических войск ВКС внесли в Главный каталог космических объектов российской системы контроля космического пространства информацию о российских космических аппаратах «Канопус-В» №3
и №4, а также иностранных космических аппаратах, выведенных на орбиту в качестве попутной полезной нагрузки.
После выведения на орбиту космических аппаратов «Канопус-В» №3 и №4, а также 9 малых космических аппаратов США и Германии, запущенных 1 февраля с космодрома Восточный ракетой-носителем среднего класса «Союз-2.1А», офицеры Центра контроля космического пространства приступили к анализу и обработке координатной и некоординатной информации о новых космических объектах для принятия их на сопровождение наземными средствами Главного центра разведки космической обстановки Космических войск ВКС.
Главный каталог космических объектов СККП представляет собой единую информационную базу данных, содержащую координатную и некоординатную информацию о каждом космическом объекте. Главный каталог предназначен для долговременного хранения орбитальной измерительной радиолокационной, оптической, радиотехнической и специальной информации о космических объектах искусственного происхождения на высотах от 120 км до 50 тысяч км. В каталоге содержится информация о 1500 показателях характеристик каждого космического объекта, включая набор элементов орбит, достаточный для прогнозирования его движения с необходимой точностью, международный номер-идентификатор, данные о времени и месте пуска, типе объекта, назначении, массе, размере и т.п.
Ежесуточно для поддержания Главного каталога космических объектов специалистами ЦККП Космических войск ВКС обрабатывается более 60 тысяч измерений.
Департамент информации и массовых коммуникаций Министерства обороны Российской Федерации

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 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.


15 мая 1957 года состоялся первый пуск (неудача: пожар бокового блока, потеря стабилизации, аварийное выключение двигателей). Третий пуск 21 августа был успешным для ракеты (головная часть разрушилась при входе в атмосферу). Наступал международный геофизический год, США неоднократно объявляли о намерении запустить искусственный спутник Земли, поэтому было решено использовать простаивающие в ожидании новых головных частей МБР как ракеты-носители. И 4 октября 1957 года началась космическая эра человечества.

Р-7 как конструктор




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

Боковые блоки

Блоки "Б"-"Д" работали, в зависимости от модификации, ~100-120 секунд и сбрасывались. Разделение ступеней реализовано очень красиво - после разрушения нижних узлов связи хвостовая часть блоков отходит в сторону за счет последнего импульса двигателей, затем двигатели выключаются, и блоки выходят из верхних силовых узлов просто за счет своего веса.



Центральный блок

Блок "А" работает, в зависимости от модификации, ~240-290 секунд. В варианте МБР для точного прицеливания двигатель выключался в два этапа - сначала маршевые камеры, ступень переходила на режим малой тяги на рулевых камерах, и, при достижении требуемой скорости, выключались и они.



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"

С третьей ступенью "семёрка" уже могла вывести на околоземную орбиту 4,5 тонны или отправить небольшой аппарат к Луне. На этой версии ракеты были запущены первые "Луны", первый человек, разведывательные и народнохозяйственные спутники.



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

Блок "И"

Блок "И" позволил выводить на орбиту уже ~7 тонн. Ракеты под названиями "Восход" и "Союз" запустили множество различных аппаратов, "Союз" в модификациях "Союз-2", "Союз-ФГ" и "Союз-У" используется до сих пор.



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

Блок "Л"

Четырехступенчатая ракета-носитель "Молния" обеспечила первую мягкую посадку автомата на Луну ("Луна-9"), отправку аппаратов к Марсу/Венере и спутниковое вещание на территории СССР.



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

2.1в

После этого обзора можно объяснить, в чем состоит новизна версии 2.1в. Во-первых, первая ступень, из боковых блоков "Б"-"Г", убирается. Блок "А" заменяется на новый, с новым двигателем (забавно, у него, похоже, пока нет буквенного имени). Блок "И" остаётся, но, вместо третьей ступени, становится второй. И третьей ступенью ставится новый блок выведения "Волга" (опционально). Получается ракета-носитель легкого класса (~2,8 т на 200 км, 1,4-1,7 т. на 800-1000 км или солнечно-синхронную орбиту с блоком выведения), способная эффективно заменить закрываемое семейство ракет "Космос" и конверсионные "Днепр", "Стрела", "Рокот", которые используют снятые с производства МБР.



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.

Блок выведения "Волга"

Этот блок предназначен для довыведения спутников на требуемую орбиту при необходимости. Если у спутника нет собственной двигательной установки (а это верно для большого количества спутников на низких круговых орбитах), или же нужно осуществить вывод полезной нагрузки на солнечно-синхронную орбиту (что несколько сложнее вывода на "обычные" низкие околоземные орбиты), блок "Волга" способен разместить его на орбите с требуемыми параметрами и затормозиться, чтобы культурно сгореть в атмосфере и не мусорить в космосе. Блок разработан не с нуля, а является развитием двигательной установки спутников фоторазведки серии "Янтарь".



Вот небольшая схема, иллюстрирующая необходимость блока выведения:



Полезная нагрузка

Поскольку пуск является испытательным, в качестве полезной нагрузки установлены калибровочные сферы для радаров предупреждения о ракетном нападении - простые шары из полированного металла, и малый студенческий спутник "Аист", дублер которого был запущен в космос весной вместе со спутником "Бион".

Заключение

Несмотря на огромный по меркам высокотехнологичных технических систем возраст в 56 лет, семейство ракет на базе "семерки" не думает уходить в историю. Наоборот, судя по текущей ситуации, они будут эксплуатироваться ещё лет десять как минимум.

Спасибо за материалы:

1. Артему Жарову за