Ракета-носитель "Союз-ФГ"

       Ракета-носитель "Союз-ФГ" предназначена для выведения на околоземную орбиту автоматических космических аппаратов социально-экономического, научно-исследовательского и специального назначения, а также пилотируемых кораблей типа "Союз-ТМА" и грузовых космических кораблей типа "Прогресс-М" по программе Международной космической станции.

      Ракета-носитель (PH) 'Союз-ФГ' явля­ется дальнейшей модификацией серий­ной ракеты 'Союз'. Модернизация серийной РН 'Союз' заключается в использовании на центральном и боковых блоках двигате­лей с улучшенными энергетическими характеристиками.

      Конструктивно РН 'Союз-ФГ' выпол­нена по схеме с параллельным отделением боковых ракетных блоков в конце работы первой ступени и поперечным отделением ракетного блока второй ступени по окон­чании его работы. На первом этапе полета работают двигатели четырех боковых и цент­рального блоков, на втором, после отде­ления боковых блоков, - только двигатель центрального блока.

      Маршевые двигатели первой и второй ступеней РН 'Союз-ФГ' по сравнению с двигателями РН 'Союз' имеют повышен­ные энергетические характеристики за счет применения в смесительных голо­вках однокомпонентных форсунок, обес­печивающих улучшенное смесеобразо­вание.

     Ракета-носитель 'Союз-ФГ' обеспечи­вает выведение на орбиты всей номенкла­туры космических аппаратов, выводимой РН 'Союз'.

       Система управления РН 'Союз-ФГ' заимствуется с базовой РН 'Союз' и обеспе­чивает требуемые, как на РН 'Союз', точнос­тные характеристики выведения на орбиту с незначительной доработкой.

       Для контроля состояния систем, агрегатов и конструкции РН на участке выведения блоки первой и второй ступеней РН 'Союз-ФГ' и блок третьей ступени оснащены радиотелеметрическими системами, которые заимс­твуются с РН 'Союз'.

      Первая ступень ракеты-носителя включает четыре боковых блока конической формы, закрепленных в шаровых опорах централь­ного блока.

       Конструктивно-компоновочная схема бокового блока состоит из силового конуса, несущего конического бака окислителя, межбакового отсека, несущего кони­ческого бака горючего, отсека баков перекиси водорода и жидкого азота и цилиндрического хвостового отсека специальной формы.

      В хвостовом отсеке каждого боко­вого блока размещается автономный жидкостный двигатель однократного включения РД-107А, работающий на жидком кислороде и керосине и осна­щенный четырьмя маршевыми каме­рами и двумя рулевыми соплами.

     Для управления полетом на каждом боковом блоке с внешней стороны, противоположной центральному блоку, на небольшом пилоне установлен аэро­динамический руль, выполненный в виде треугольного крыла малого удли­нения. Для привода руля имеется элек­трическая рулевая машина.

    Двигатели боковых блоков работают в течение -118 секунд после старта, после чего отключаются. Выключение происходит по результатам сравнения текущего значения скорости с расчет­ным. После отключения двигателей боковые блоки отделяются от централь­ного блока и сбрасываются.

     Вторая ступень (центральный блок) состоит из хвостового отсека, в кото­ром установлен двигатель однократ­ного включения РД-108А (содержащий четыре маршевых камеры и четыре рулевых сопла), отсека бака перекиси водорода, в котором также установлен бак жидкого азота, отсека бака горю­чего, межбакового отсека, отсека бака окислителя и приборного отсека.

      Запуск ЖРД центрального и боковых блоков производится на Земле, что дает возможность контролировать работу двигателей в переходном режиме и при возникновении неисправностей во время пуска отменять пуск ракеты. Это обеспечивает повышение безо­пасности эксплуатации.

     Управление полетом по трем осям осуществляется с помощью четырех рулевых камер двигателя РД-108А.

Номинальное время работы двига­теля центрального блока составляет -280-290 секунд.

Разделение второй и третьей ступе­ней происходит по 'горячей схеме'.

    Третья ступень (блок 'И'), состо­ящая из переходного отсека, бака го­рючего, бака окислителя, хвостового отсека и двигателя, установлена на центральном блоке и соединена с ним с помощью ферменной конструк­ции.

Блок 'И' снабжен двигательной установкой с РН 'Союз', состоящей из четырехкамерного двигателя одно­кратного включения и четырех пово­ротных рулевых сопел (используе­мых для управления полетом по трем осям). Маршевый двигатель третьей ступени включается примерно за две секунды до отключения центрального блока. Газы, истекающие из сопел двигателя третьей ступени, непосредс­твенно отделяют ступень от централь­ного блока. Время работы двигателя третьей ступени составляет -230 секунд. После отключения двигателя и отде­ления КА (или разгонного блока с КА) третья ступень выполняет маневр увода путем открытия дренажного клапана в баке горючего.

Основные характеристики ступеней РН 'Союз-ФГ'

	Первая ступень (боковой блок)	Вторая ступень (центральный блок)	Третья ступень (блок 'И')
Количество блоков	4	1	1
Длина, м	19,6	27,1	6,7
Диаметр, м	2,68	2,95	2,66
Масса заправленного блока, т	43,4	99,5	25,3
Сухая масса,т	3,80	6,55	2,41
Двигатель	РД-107А	РД-108А	РД-0110
Количество	1	1	1
Компоненты топлива:
окислитель/горючее	жидкий кислород / керосин	жидкий кислород/ керосин	жидкий кислород/ керосин
Тяга, кН:
на Земле / в пустоте	838,5/ 1021,3	792,48/990,18	-/297,93
Время работы, с	118	280	230

Трехступенчатая ракета-носитель "Союз-ФГ" разработана ЦСКБ-Прогресс на базе ракеты-носителя "Союз-У". С целью повышения удельного импульса двигательных установок и увеличения грузоподъемности носителя на блоках I и II ступеней используются модернизированные двигатели с новыми форсуночными головками.

В составе ракеты-носителя "Союз-ФГ" могут быть использованы головные обтекатели следующих диаметров: 2,7 м; 3,0 м; 3,3 м; 3,715 м.

Подтвержденный показатель эксплуатационной надежности ракеты-носителя "Союз-ФГ" - 0,952.

Энергетические возможности ракет-носителей "Союз-ФГ"

(при использовании головного обтекателя диаметром 3,3 м)

Космодром	Наклонение (градус)	Средняя высота круговой орбиты (км)	Выводимая масса полезного груза (кг)
Байконур	51,6	200	7130
	64,9	190	6850
	70,4	200	6790

Стартовый комплекс ракеты-носителя 'Союз'

   Комплекс предназначен для предстар­товой подготовки и проведения пусков ракеты-носителя среднего класса типа 'Союз' с различными космическими аппаратами.

   Головным разработчиком стартового комплекса (СК) является федеральное государственное унитарное предприятие 'Кон­структорское бюро общего машиностроения' (ныне филиал ФГУП 'ЦЭНКИ' - НИИ СК).

   Стартовый комплекс, созданный в 1957 го­ду в необычайно короткое время для МБР Р-7, в дальнейшем неоднократно дорабатывался в связи с модернизацией ракеты Р-7, введе­нием дополнительных ступеней и превра­щением ее в ракету-носитель, выводящую в космическое пространство большое коли­чество различных КА. Стартовый комплекс успешно использовался при запуске первой межконтинентальной баллистической ракеты, первого и многих других искусственных спут­ников Земли, Ю. А. Гагарина - первого космо­навта в истории человечества, космических кораблей 'Восток', 'Восход', 'Союз', косми­ческих аппаратов, запущенных на Луну, Марс, Венеру. Для народного хозяйства производи­лись запуски спутников телевещания, связи, фотосъемки поверхности Земли, прогнози­рования погоды, биологических исследова­ний, а также проводились работы с иностран­ными фирмами в области биотехнологии и исследования космоса.

Основные характеристики

Метеорологические условия работы технологического оборудования:

температура окружающего воздуха, њС	-40.. .+50
влажность при 20њС,%	до 98
ограничение видимости, м	до 30
гарантийный срок эксплуатации, годы	10

В состав стартового комплекса входят:

• комплект технологического оборудова­ния, обеспечивающий доставку ракеты на стартовую площадку, установку ее в стартовую систему, наведение ракеты-носителя по азимуту, прове­дение предстартовых комплексных испытаний, заправку РН компонен­тами топлива и сжатыми газами, термостатирование космического аппарата и приборных отсеков РН, пуск ракеты;
• сооружения для размещения обору­дования;
• комплект технических систем, созда­ющих необходимые условия для функционирования оборудования и жизне­деятельности обслуживающего персонала в сооружениях (венти­ляция, освещение и т.п.);
• системы дистанционного управле­ния технологическими и обеспечи­вающими системами и комплекты контрольно-проверочного оборудо­вания РН и КА.

    Стартовые сооружения со стартовой системой для РН 'Союз' являются слож­ными в техническом отношении и ориги­нальными по своей конструкции. Это многоэтажное железобетонное здание, верхняя часть которого находится на уровне стартовой площадки, с широ­ким проемом в центре, переходящим в односкатный глубокий газоход.

   На 'балконе-козырьке' стартового сооружения расположена уникальная по своему конструктивному решению стар­товая система, на подвижной круговой части которой закреплены четыре ажур­ные откидывающиеся опорные фермы. На них как бы 'подвешивается' РН.

    Шарнирное крепление опорных ферм позволяет сводить их до замы­кания в верхней части в единое сило­вое кольцо, которое удерживается в замкнутом состоянии массой 'вися­щей' ракеты. С началом движения ракеты при старте нагрузка на сило­вое кольцо снимается, и опорные фермы под действием собственных противове­сов раскрываются, давая проход ракете. Такая схема - подвеска ракеты за опор­ные части, расположенные около центра ее тяжести, - дала возможность отка­заться от усиления торцевой части РН при соединении боковых и централь­ного ее блоков в 'пакет'.

     На поворотной части стартовой сис­темы шарнирно установлены две много­ярусные фермы обслуживания с полу­кольцевыми площадками на различных уровнях. Сомкнутые вокруг РН площадки дают возможность специалистам прово­дить работы по всей высоте ракеты.

    Фермы обслуживания оснащены лифтами для доставки рабочего персо­нала, космонавтов и различных техни­ческих средств и материалов. Перед пуском фермы разводятся и опускаются в горизонтальное положение.

     На опорном кольце расположены также кабель-мачты, которые служат для подвода и подключения к РН кабельных, наполнительных, дренажных, пневма­тических и других коммуникаций; при старте они отсоединяются и откидыва­ются под действием противовесов.

     В помещениях самого старто­вого сооружения находятся стацио­нарные системы заправки компонен­тами топлива, термостатирования, дистанционного управления, обеспе­чения сжатыми газами, средствами пожарозащиты, газового контроля и т.д. В нише стартового сооружения установлена выдвигающаяся над газо­ходом кабина обслуживания с многоярусными площадками для обслужи­вания нижней части ракеты.

С учетом накопленного опыта при эксплуатации первого в стране старто­вого комплекса для космических ракет в 1958-1961 годах были созданы еще пять аналогичных СК (один на Байконуре и четыре на полигоне в Плесецке).

     Многолетняя эксплуатация этих стартовых комплексов в самых слож­ных климатических условиях Казахстана и российского Севера подтвердили их высокую надежность, потенциальную возможность широкого использования для запуска автоматических космичес­ких объектов, пилотируемых и транспор­тных кораблей. Простота конструкции и удобство обслуживания обеспечили выполнение большого объема программ космических исследований.