Geekly articles weekly

Kendaraan peluncuran Soyuz berusia 50 tahun


Versi modern kendaraan peluncuran, Soyuz 2.1a

Sejarah "Serikat" dimulai sejak lama, tidak 50 tahun yang lalu, tetapi agak lebih awal. Awal mulanya ditetapkan oleh resolusi Komite Sentral CPSU dan Dewan Menteri Uni Soviet, yang menyatakan perlunya mengembangkan rudal balistik antarbenua yang mampu membawa muatan termonuklir pada jarak 10 ribu kilometer. Beberapa tahun kemudian, tugas itu selesai, dan rudal memasuki layanan dengan pasukan rudal yang dibuat khusus. Dan pada tahun 1959, peluncuran pertama jenis rudal dua tahap MBR R-7A berlangsung. Setelah Yuri Gagarin terbang ke luar angkasa, Uni Soviet mulai menerapkan program penerbangan yang lebih lama. Masalahnya adalah roket Voskhod tidak cocok untuk mengerjakan proyek semacam itu. Rudal ini juga dirampas dari sistem penyelamatan darurat awak,yang dapat melakukan tindakan penyelamatan untuk tim (menembak kompartemen) jika terjadi keadaan darurat yang tidak hanya mengancam nyawa pilot, tetapi juga personel di darat.

Akibatnya, diputuskan untuk mengembangkan kendaraan peluncuran kelas menengah baru dari keluarga R-7. Cabang Kuibyshev No. 3 dari OKB-1 bertanggung jawab untuk pengembangan dan pembuatan . Pengembangan ini dipimpin oleh Dmitry Pavlovich Kozlov dan Sergey Pavlovich Korolev. Desain roket dibuat berdasarkan kendaraan peluncuran R-7A dan Voskhod. Kendaraan peluncuran tiga tahap baru menerima indeks 11A511 dan nama "Union". Mereka mulai menggunakannya untuk meluncurkan kapal kargo jenis Progress dan pesawat luar angkasa berawak jenis Soyuz. Peluncuran pertama dilakukan tepat 50 tahun dan 1 hari yang lalu, pada 28 November 1966.

Secara total, dari tahun 1966 hingga 1976 32 peluncuran kendaraan peluncuran 11A511 dilakukan dari Kosmodrom Baikonur. 30 peluncuran berhasil. Tiga modifikasi kemudian dikembangkan berdasarkan kendaraan peluncuran pertama: "Soyuz-L" - untuk menguji kabin bulan kompleks roket ruang angkasa N1-LZ; "Soyuz-M" - untuk meluncurkan ke orbit dekat bumi dari satelit pengintai tujuan khusus tipe Zenit-4MT; dan, selanjutnya, Soyuz-U - untuk meluncurkan pesawat ruang angkasa tipe Soyuz dan Progress ke orbit. Selain itu, Soyuz digunakan untuk meluncurkan banyak pesawat ruang angkasa, baik domestik maupun asing. Diantaranya adalah perangkat dari seri Cosmos, Resource-F, Photon, dan Bion.

11A511 Soyuz juga dianggap sebagai kendaraan peluncuran yang mampu mengirim kapal berawak untuk terbang mengelilingi bulan dengan awak dua orang. Untuk tujuan ini, direncanakan untuk menggunakan seluruh kompleks di orbit Bumi rendah, yang terdiri dari pesawat ruang angkasa berawak Soyuz-7A, penguat roket Soyuz-9K dan tanker pengisian bahan bakar Soyuz-11K. Direncanakan untuk menempatkan semua elemen sistem ini ke orbit menggunakan kendaraan peluncuran kelas menengah.



Kendaraan peluncuran Soyuz 11A511 Soyuz berbeda dari ROS 11A57 Voskhod yang asli dengan unit tahap ketiga yang dimodernisasi , yang meningkatkan karakteristik energi dari kendaraan peluncuran. Selanjutnya, langkah-langkah lain dimodernisasi. Secara lahiriah, mereka tidak berubah, tetapi desain dan kemampuan mereka berbeda dari yang asli. Perubahan lain termasuk yang berikut:

  • ;
  • , «»;
  • 64,8° 51,5°;
  • , ;
  • - , 8727 (-108) «» ( — 252 );
  • «», ;
  • .

Kendaraan peluncuran Soyuz sendiri secara lahiriah berbeda dari kendaraan peluncuran lainnya. Pertama-tama, dengan blok kerucut tahap pertama dan fairing kepala dengan empat persegi panjang stabilisator teralis. Sistem penyelamatan darurat di bagian atas roket juga menonjol.

Panjang kendaraan peluncuran tidak lebih dari 50,67 m, tergantung pada jenis pesawat ruang angkasa yang diluncurkan. Sedangkan untuk ukuran melintang, diukur dengan ujung-ujung kemudi udara. Dengan mengingat hal ini, penampang adalah 10,3 m. Berat awal tidak lebih dari 308 ton, total massa bahan bakar tidak lebih dari 274 ton. Massa kendaraan peluncur yang disebut "kering" dengan kartrid pengangkut dan muatan tidak lebih dari 34 ton, tergantung, pertama-tama, pada jenis pesawat ruang angkasa yang diluncurkan.

Kendaraan peluncuran Soyuz dapat mengembangkan daya dorong total 413 tf di permukaan laut dan lebih dari 505 tf dalam ruang hampa udara. Roket ini terdiri dari elemen-elemen berikut:

  • tahap pertama, yang terdiri dari empat booster awal - blok "B", "C", "G" dan "D";
  • tahap kedua, yang terdiri dari unit pusat "A";
  • tahap ketiga - blok “I”;
  • adaptor muatan, fairing kepala dan sistem penyelamatan darurat awak.

Peluncuran kendaraan Soyuz 11A511 memungkinkan muatan dengan berat hingga 7,1 ton ditempatkan di orbit Bumi yang rendah. Dalam desain roket, mesin yang dimodifikasi dari R-7A ICBM dua tahap dan kendaraan medium-launch Voskhod tiga tahap digunakan.

Sistem penyelamatan darurat


Seperti disebutkan di atas, salah satu tugas utama yang dihadapi pencipta kendaraan peluncuran baru adalah pengembangan sistem penyelamatan darurat awak. Itu diaktifkan 15 menit sebelum peluncuran kendaraan peluncuran dan dapat memastikan penyelamatan kru selama peluncuran atau selama penerbangan, di bagian mana pun dari itu.

Kendaraan peluncuran Soyuz, di antara tugas-tugas lain, adalah meluncurkan pesawat ruang angkasa dari program Soyuz dengan nama yang sama ke orbit Bumi yang rendah. Kapal ini terdiri dari tiga kompartemen. Kompartemen pertama adalah orbital, kemudian instrumen-agregat dan kendaraan keturunan. Perangkat ini terletak di tengah-tengah kapal, sedangkan elemen daya berada di bawah. Karena alasan ini, kapal harus dipindahkan dari roket ke tempat yang aman secara keseluruhan, bersama dengan fairing kepala.



Untuk menerapkan ide ini, mesin pemisah roket propelan yang solid dipasang di ujung head fairing. Tugas mereka adalah menarik unit utama dengan kru. Di bagian paling atas modul adalah mesin kecil, yang seharusnya menyebabkan kepala fairing ke samping, segera setelah mesin bahan bakar padat utama dari kompartemen dipicu. Pada gilirannya, sistem propulsi propelan padat CAC terdiri dari dua blok multi-nozzle mesin propelan padat dengan empat motor propelan solid kontrol kecil.

Kapal itu sendiri terhubung ke fairing kepala oleh tiga pendukung yang mengelilingi pendarat, berbatasan dengan kerangka bawah kompartemen rumah tangga. Agar kapal dapat menjaga stabilitas dalam penerbangan, empat stabilisator kisi dipasang pada fairing kepala. Skema ini menjadi dasar untuk seluruh rangkaian "Serikat".

Karakteristik sistem penyelamatan darurat Soyuz:

  • Panjangnya - 19.825 m;
  • Diameter maksimum adalah 3 m;
  • Berat dengan payload (Soyuz 7K-OK) - 8.51 t;
  • Massa payload (Soyuz 7K-OK) - 6,56 t;
  • Waktu reset sistem propulsi CAC adalah T + 157 detik;
  • Waktu reset fairing kepala adalah T + 161 detik.
  • Berat CAC: 1,95 t

Kendaraan peluncuran Soyuz memiliki beberapa modifikasi. Secara khusus, berdasarkan 11A511 Soyuz dua modifikasi dikembangkan: Soyuz-L dan Soyuz-M. Soyuz-L LV dibedakan oleh bentuk fairing kepala yang agak tidak biasa. Ada tiga peluncuran dengan kendaraan peluncuran ini. Di dalamnya ada pesawat ruang angkasa Cosmos-379, Cosmos-398, dan Cosmos-434.

Modifikasi lain, Soyuz-M, diciptakan untuk menempatkan kapal riset militer Soyuz 7K-VI ke orbit. Tim-tim cabang Kuibyshev dari TsKBEM dan pabrik Progress terlibat dalam pengembangannya. Dengan modifikasi ini, delapan pesawat ruang angkasa dari tipe khusus Zenit-4M Orion diluncurkan ke ruang angkasa. Peluncuran ini dilakukan dari kosmodrom Plesetsk.

Modifikasi lain dari Soyuz-U dikembangkan pada 1970-1973. Pertama-tama, itu dimaksudkan untuk meluncurkan ke orbit dekat bumi dari pesawat ruang angkasa berawak dan kargo jenis Soyuz dan mengangkut Kemajuan pesawat ruang angkasa tak berawak. Dengan bantuan modifikasi ini, Cosmos, Resource-F, Photon, Bion dan beberapa pesawat ruang angkasa asing diluncurkan ke luar angkasa. Perbedaan utama antara kendaraan peluncuran ini dan yang asli adalah keberadaan mesin tahap pertama dan kedua dengan karakteristik energi yang ditingkatkan. Modifikasi ini telah menjadi yang paling aman dan paling dicari. Diluncurkan 771 kali.

Kendaraan peluncuran Soyuz-2 adalah versi modern dari Soyuz-U yang dibuat di TsSKB-Progress. Kendaraan peluncuran mampu meluncurkan dari 2800 hingga 9200 kg ke orbit Bumi rendah, tergantung pada titik peluncuran.

Kendaraan peluncuran Soyuz-ST adalah seluruh keluarga kendaraan peluncuran kelas menengah yang dibuat berdasarkan kendaraan peluncuran Soyuz-2 khusus untuk memastikan peluncuran komersial dari pusat ruang angkasa Kourou. Perbedaan utama dari rudal ini dari versi dasar adalah sistem kontrol yang dimodernisasi, yang dirancang untuk menerima telekomunikasi dari PKS untuk mengakhiri penerbangan. Selain itu, telemetri telah diselesaikan dan dimodifikasi secara khusus untuk stasiun darat Eropa untuk menerima informasi telemetri.

Pada tahun 2001, kendaraan peluncuran Soyuz-FG diluncurkan. Lebih dari 15 tahun, 48 peluncuran di bawah program berawak dan 10 kampanye peluncuran dengan muatan telah dilakukan.



Situasi masalah


Hanya ada sedikit, hanya dua. Insiden pertama terjadi pada 14 Desember 1966, ketika pyrozapal tidak berfungsi saat mempersiapkan peluncuran. Kemudian sistem kontrol otomatis membatalkan peluncuran, dan roket tetap di awal. Staf pelabuhan antariksa mulai melakukan prosedur pembuangan bahan bakar. Tetapi 27 menit setelah peluncuran dibatalkan, sistem penyelamatan darurat kapal bekerja. Selanjutnya, ternyata dia tetap aktif selama ini. Karena rotasi Bumi, sensor mencatat deviasi sudut pesawat ruang angkasa, dan sistem darurat mulai bekerja.

Setelah itu, kebakaran mulai terjadi di bagian yang tersisa dari kendaraan peluncuran karena penyalaan cairan pendingin yang keluar dari saluran pipa. Setelah pemisahan bagian kepala, pipa-pipa kehilangan katup periksa mereka. Serangkaian ledakan mengikuti peralatan yang rusak. Untungnya, kebanyakan orang meninggalkan zona bahaya. Satu orang mati lemas karena asap, dan dua orang lagi meninggal pada hari berikutnya karena cedera.

Insiden kedua terjadi pada 5 April 1975. Kemudian, ketika kapal dimasukkan ke orbit, kecelakaan terjadi dan otomatisasi "memutuskan" untuk memisahkan kapal dari kapal induk. Pemisahan itu terjadi pada ketinggian sekitar 150 kilometer di atas permukaan bumi. Pendarat kapal mendarat di dekat Gorno-Altaisk di lereng gunung. Sistem meluncur menuruni lereng dan berhenti hanya karena fakta bahwa para astronot tidak menembak parasut. Dia berpegangan pada pohon yang tumbuh di tepi jurang. Awak diselamatkan, tidak ada yang mati.

Apa sekarang?


Kendaraan peluncuran Soyuz telah mengalami 10 modifikasi. Sekarang kendaraan peluncuran Soyuz-U digunakan untuk meluncurkan kapal kargo pengangkut. Selain itu, rudal baru modifikasi ini tidak digunakan. Pada 1 Desember tahun ini, kendaraan peluncuran modifikasi Soyuz-U dengan Progress MS-04 TGC akan diluncurkan.

Perlu menyoroti pengembangan Soyuz-2.1a", pengembangan yang dimulai pada tahun 1990-an yang sulit untuk industri dirgantara domestik. Kemampuan energi dari pesawat ruang angkasa ini meningkat, ditambah para ahli mampu meningkatkan akurasi menempatkan pesawat ruang angkasa ke dalam orbit. Selain itu, uji dan persiapan peluncuran roket diotomatisasi. Pada modern" Mesin Soyuz "dengan head nozzle yang lebih baik dipasang pada tahap pertama dan kedua, ditambah sistem telemetri baru diperkenalkan. Komponen propelan propelan tanaman pH-negatif - minyak tanah dan oksigen cair (T-1).

Secara total, 1020 dimulainya "Serikat" dari berbagai modifikasi dilakukan. Untuk meluncurkan Soyuz, tujuh situs peluncuran telah dibuat, tiga di antaranya berlokasi di Plesetsk, dua di Baikonur, satu di Pusat Antariksa Guyana, dan satu di Vostochny Cosmodrome.

Pada tanggal 28 November 2016, 23 peluncuran Soyuz-2-1a dan 21 peluncuran Soyuz-2-1b berlangsung.

Source: https://habr.com/ru/post/id399511/

More articles:


All Articles