Soyuz -2.1 B

Создание РН 14А15началось в 2008 г. ФГУП ГНП-‐РКЦ «ЦСКБ-‐Прогресс». РН 14А15 это двухступенчатая РН легкого класса обеспечивающая выведение полезной нагрузки (ПН) массой до 2800кг на низкую околоземную орбиту и ПН массой 1400кг на солнечно-‐синхронную орбиту с использованием блока выведения «Волга». РН является дальнейшей модернизацией РН типа «Союз-‐2» (РН «Союз 2.1б») и имеет высокий уровень преемственности и совместимости с семейством РН типа «Союз». РН «Союз-‐1» была разработана ФГУП ЦСКБ «Прогресс» в интересах Российской космической программы и для осуществления международных коммерческих проектов. РН «Союз-‐1» унифицирована с существующей инфраструктурой (ТК и СК) РН «Союз-‐2». В настоящее время в обеспечение пусков РН планируется использовать существующую инфраструктуру на космодроме Плесецк.

В состав РН «Союз-‐1» входит множество приборов и подсистем которые успешно прошли летные испытания в составе РН типа «Союз-‐2». Их надежность была доказана многолетним опытом успешной эксплуатации РН семейства «Союз» и РН «Союз-‐2» в частности.

В настоящее время РН проходит экспериментальную наземную отработку, а в соответствии с генеральным графиком создания первый пуск РН запланирован на декабрь 2013 года.

vk.com/fka_roskosmos

В состав комплекса 14К35 с РН 14А15 входят: -‐двухступенчатая ракета-‐носитель 14А15; -‐унифицированный технический комплекс РН, созданный на космодроме "Плесецк" и используемый для подготовки РН 14А14 (этапы 1а и 1б) и дооборудованный в обеспечение подготовки РН 14А15; -‐ стартовый комплекс, космодром "Плесецк“ (17П32-‐С4); -‐ комплекс средств измерений, сбора и обработки информации на участке выведения (функционально входящий в КРН); -‐ комплект оборудования для транспортирования ракет-‐носителей и их составных частей (функционально входящий в КРН).

14А15 является двухступенчатой РН, выполненной по схеме "тандем". В состав РН входят следующие составные части: -‐ первая ступень с маршевым двигателем 14Д15 разработки ОАО «Кузнецов» и рулевым двигателем 14Д24 разработки ОАО "КБХА"; -‐ вторая ступень с двигателем 14Д23 разработки ОАО "КБХА" (в качестве II ступени используется III ступень РН "Союз-‐2" этапа 1б с доработкой); -‐ бортовая аппаратура системы управления; -‐ бортовая система телеметрических измерений; -‐ система внешнетраекторных измерений; -‐ бортовые средства измерения уровня заправки; Связь между блоком первой ступени и блоком второй ступени осуществляется с помощью фермы, входящей в состав первой ступени и обеспечивающей «горячее» разделение блоков. На ферме располагаются средства разделения, разъемные соединения пневматических и гидравлических коммуникаций ДУ, электрические соединители систем управления и измерения. На РН 14А15 предусмотрена установка магистрали СТВВД для подачи термостатирующего воздуха высокого давления под ГО


Блок III ступени

Серийный головной обтекатель Ø 3,0 м

РН "Союз-‐2" этапа 1б РН "Союз-‐1"

Верхняя часть

центрального блока

Ракета-‐носитель 14А15 разрабатывается на базе РН «Союз-‐2» этапа 1Б посредством снятия боковых блоков, установкой на центральном блоке двигателя 14Д15, рулевого двигателя 14Д24 и применением серийного головного обтекателя ракеты-‐носителя «Союз».


Двигатель 14Д15 ОАО «Кузнецов»

Двигатель 14Д24 ОАО «КБХА»

Первая ступень «ЦСКБ-‐Прогресс»

Вторая ступень «ЦСКБ-‐Прогресс»

Головной обтекатель «ЦСКБ-‐Прогресс»

Двигатель 14Д23 ОАО «КБХА»

Бортовая аппаратура системы измерения

ОАО «Российские космические системы»

Бортовая аппаратура системы управления

НПО «Автоматика» НПО «Квант»

НПО «Электромеханика»

Переходной отсек «ЦСКБ-‐Прогресс»

Блок выведения «Волга»

«ЦСКБ-‐Прогресс»

Бортовая система средств измерения уровня заправки

ОАО РКК «Энергия»


Первая ступень

Вторая ступень

Головной обтекатель

Переходной отсек

Блок выведения «Волга»

Характеристики Первая ступень Вторая ступень

Габариты, мм 2660 диаметр / 27370 длина / 2950 максимальный диаметр 2660 диаметр / 6745 длина

Масса заправленной ступени, кг

129000 26000

Масса конструкции ступени, кг

9300 2800

Тип конструкции Несущие баки, каркасные отсеки из алюминиевых сплавов

Несущие баки, каркасные отсеки из алюминиевых сплавов

Используемый двигатель

14Д15 маршевый 14Д24 рулевой РД0124

Тяга двигателя, 178,8 у земли 199,81 в пустоте

-‐ 30

Импульс двигателя, кгс*с/кг

292,1 у земли 326,5 в пустоте

-‐ 359

Тип разделения «Горячее», пирозамки на межблочной ферме

Пирозамки и толкатели разделения с БВ «Волга»

Система управления Цифровая. Командные приборы, преобразующее оборудование

Цифровая. БЦВМ, командные приборы

Органы обеспечения управляемости

Камеры сгорания рулевого двигателя РД0110Р, рулевые машины с гидравлическим

приводом

Камеры маршевого двигателя РД0124, рулевые машины с гидравлическим приводом


Космодром

Параметры орбит выведения Масса

полезного груза, кг

Наклонение, …°

Минимальная высота

орбиты, км

Максимальная высота

орбиты, км

Плесецк 62,8 196 240 2580

63,3 196 240 2780

64,9 196 240 2500

80,4 196 240 2890

82,4 196 240 3050

99,3 196 240 2680


Вторая ступень представляет собой моноблок длиной 6745 мм и диаметром 2660 мм.

Вторая ступень состоит из: •  корпуса бака горючего с цилиндрической юбкой; •  корпуса бака окислителя с цилиндрической юбкой, образующей вместе с баком горючего, межбаковый отсек; •  хвостового отсека; •  бортовой аппаратуры и бортовой кабельной сети систем управления, измерения и внешнетраекторых измерений, средств измерения уровня заправки;. •  двигательной установки.

Блок полностью заимствуется с блока третьей ступени РН «Союз-‐2» этапа 1б и РН «Союз-‐СТ-‐Б», в составе которых было осуществлено шесть успешных пусков.

На юбке бака горючего располагается стыковочный шпангоут с переходным отсеком космической головной части, электрические и пневмно-‐гидравлические стыки связей с КГЧ.

Баки несущие. Сухие отсеки каркасные, с поперечным и продольным силовым набором. Днища баков сферические.

Бортовая аппаратура расположена в межбаковом отсеке. Пневматические и гидравлические магистрали, а также бортовая кабельная

сеть проложены в трех раздельных желобах (два кабеля БКС и один пневмо-‐гидромагистралей), расположенных на внешних поверхностях баков и сухих отсеков.

Двигатель второй ступени 14Д23 устанавливается на конической юбке, нижнего днища бака окислителя.

Хвостовой отсек состоит из трех створок, сбрасываемых после отделения первой ступени.

6745

Бак "О"

Бак " Г"

Межбаковый отсек

Хвостовой отсек

175

Двигатель 14Д23


Первая ступень РН 14А15 имеет длину 27370 мм, диаметр баков и отсеков 2660 мм, а максимальный диаметр ступени составляет 2950 мм.

Первая ступень состоит из: •  переходной фермы; •  отражателя; •  приборного отсека; •  корпуса бака окислителя; •  корпуса бака горючего с цилиндрической юбкой, образующей вместе с баком окислителя, межбаковый отсек; •  хвостового отсека; •  бортовой аппаратуры и бортовой кабельной сети систем управления, измерения и средств измерения уровня заправки; •  двигательной установки.

Верхняя часть бака окислителя с переходной фермой полностью заимствуется с блока второй ступени РН 14А14. Конструкция баков и каркасных отсеков основана на конструкции баков РН 14А14 с использованием конструктивных и технологических решений, внедренных и проверенных на РН семейства «Союз». Заимствование агрегатов и конструктивных элементов достигает 80%.

Бортовая аппаратура расположена в приборном, межбаковом и хвостовом отсеках. Пневматические и гидравлические магистрали, а также бортовая кабельная сеть проложены

в двух раздельных желобах, расположенных диаметрально противоположно друг другу на внешних поверхностях баков и сухих отсеков.

Маршевый двигатель 14Д15 устанавливается на нижнем коническом днище бака горючего. Рулевой двигатель 14Д24 устанавливается на силовом кольце двигателя, являющимся

одновременно нижней частью хвостового отсека. Двигатель является развитием двигателя РД0110, который применяется на третьей ступени РН «Союз-‐У», «Союз-‐2» этапа 1а.

В хвостовом отсеке располагаются люки обслуживания двигателей и магистралей ПГС, электрических связей, связи с наземным оборудованием стартового сооружения. Хвостовой отсек защищен от воздействия тепловых потоков и излучения пламени двигателей первой ступени теплозащитным покрытием.

Приборный отсек

Бак "О"

26855

Опорные элементы

Межбаковый отсек

Хвостовой отсек

Бак "Г"

Ферма переходная

Бортовая аппаратура СУ и СИ

485

Двигатели 14Д15



Блок I ступени состоит из двух полублоков: верхнего (1А) и нижнего (2А). Верхний полублок включает в себя: переходную ферму, отражатель, приборный отсек, бак окислителя. Нижний полублок включает в себя: бак горючего, верхнюю часть хвостового отсека, среднюю часть хвостового отсека, нижнюю часть корпуса хвостового отсека, двигатели 14Д24 и 14Д15.

Переходная ферма заимствуется с блока II ступени РН 14А14 этапа 1б (14С53.А3700-‐0) со следующими доработками: -‐ устанавливается разъемное соединение 374БЛ04.7301-‐0, обеспечивающее зарядку "холодным" гелием погруженных баллонов в баке окислителя блока II ступени; -‐ для исключения перетекания воздушной среды из хвостового отсека блока II ступени по желобам БКС и ПГС в блок I ступени в желобах БКС и ПГС (расположенных на переходной ферме) должны быть установлены перегородки из ППУ-‐35-‐08 толщиной от 50 до 100 мм.

Отражатель заимствуется с блока II ступени РН 14А14 этапа 1б (14С53.А3200А-‐0) с доработками в части установки магистрали зарядки "холодным" гелием погруженных баллонов в баке окислителя блока II ступени.


Приборный отсек конструктивно должен заимствоваться с блока II ступени РН 14А14 этапа 1б (14С53.А3100-‐0) с доработками в части размещения дренажей бака окислителя по новым координатам и размещения клапана "дыхания" бака окислителя, а также в части размещения дополнительных вырезов для желоба БКС. Внутри корпуса ПО к силовому набору должны крепиться кронштейны для установки бортовой аппаратуры, монтажей ПГСх и БКС. На внешней поверхности ПО должны быть установлены обтекатели для защиты от аэродинамического и теплового воздействия. На внешней поверхности ПО предусмотрены ниши с самозакрывающимися крышками, для установки электроразъемных соединений "Борт-‐Земля" по системе управления, системе измерения. Конструкция крышек идентична конструкции на базовом изделии РН 14А14. Для проведения термостатирования ПО в его внешней поверхности должны быть предусмотрены два отверстия, под стыковку с рукавами системы термостатирования, снабженные самозакрывающимися крышками и 5 отверстий для штатного дренажа ПО, снабженные обтекателями. Расположение дренажных отверстий аналогично базовому изделию. Конструкция крышек идентична конструкции на базовом изделии РН 14А14 . Для проведения операций по обслуживанию на ТК и СК в приборном отсеке предусмотрены люки, закрываемые съемными крышками. Конструктивное исполнение заимствуется с базового изделия РН 14А14 .


Корпус бака окислителя, предназначенного для размещения жидкого кислорода, конструктивно состоит из переднего и заднего днищ, двух конических и одной цилиндрической обечаек переменной толщины, свариваемых между собой и подкрепленных с внутренней стороны промежуточными шпангоутами. Верхнее днище бака окислителя, шпангоут днища, обечайка переднего конуса, верхний силовой пояс связей заимствуется с бака окислителя ЦБ РН 14А14 этапа 1б с доработками, вызванными более высоким давлением наддува и изменением зон химического фрезерования, вызванного наличием двух желобов ПГС и БКС. Свариваемые детали оболочки бака изготавливаются из алюминиевого сплава АМг6. Конструкция верхнего силового пояса аналогична базовому изделию РН 14А14. В опорный кронштейн ВСП установлены опорные элементы, представляющие собой верхнюю часть бокового блока Б (В, Г, Д) с сохранением конструкции опорного гнезда под несущие стрелы СК как на базовом изделии РН 14А14.


Корпус бака горючего, предназначенного для размещения керосина, конструктивно состоит из клепаной цилиндрической обечайки, переднего и заднего днищ свариваемых между собой через ряд цилиндрических обечаек, подкрепленных с внутренней стороны промежуточными шпангоутами. Свариваемые детали оболочки бака изготавливаются из алюминиевого сплава АМг6. Детали, не идущие под сварку, изготавливаются из сплавов Д16Т или АК6.


Хвостовой отсек предназначен для размещения и защиты от аэродинамических и тепловых воздействий расположенных в нем: маршевого двигателя, рулевого двигателя, БА, элементов ПГСх и БКС, а также размещения узлов силовой связи УН СК. Корпус ХО представляет собой клепаную конструкцию, состоящую из трех частей (верхней части ХО, средней части ХО и кольца двигателя), соединенных между собой через торцевые шпангоуты. ХО образуется в процессе монтажа составных частей на силовом шпангоуте нижнего днища бака горючего. Нижняя, средняя и верхняя части ХО стыкуются между собой при помощи стальных шпилек и болтов. Для обслуживания на ТК и СК в корпусе ХО предусмотрены люки, закрываемые съемными крышками.. Нижняя часть ХО предназначена для размещения рулевого двигателя, элементов ПГСх, СУВТ и БКС РН. В конструкция силового кольца предусмотрена установка между плоскостями стабилизации отрывных электрических соединителей и пневморазъемных соединений, закрываемых обтекателями от воздействия набегающего воздушного потока.


Разделительный клапан окислителя

Магистраль горючего

Коническое днище бака «Г»

Ребра жесткости ( 4 шт.)


Качающиеся камеры рулевого двигателя 14Д24

ТНА рулевого двигателя

Рулевая машинка




Тяга номинальная:

-‐ у Земли – 154,5 тс

-‐ в пустоте – 172,0 тс

Удельный импульс тяги:

-‐ у Земли – 297,6 кгс·∙с/кг

-‐ в пустоте – 331,2 кгс·∙с/кг

Масса сухого двигателя: 1250 кг

Массовое соотношение компонента: 2,6

Диапазон регулирования двигателя: от 100% до 55% Pк ном


Тяга: -‐ у Земли – 24,28 тс -‐ в пустоте – 27,81 тс Удельный импульс тяги:

-‐ у Земли – 260,5 кгс·∙с/кг -‐ в пустоте – 298,3 кгс·∙с/кг Масса сухого двигателя: 425 кг Массовое соотношение компонентов: 2,188


Разделительный клапан окислителя

Магистраль горючего

Коническое днище бака «Г»

Переходной конус

Ребра жесткости ( 4 шт)

Двигатель НК-‐33

Шпангоуты силового кольца крепления рулевого двигателя (обшивка, стрингера и промежуточные шпангоуты условно не показаны)

Качающиеся камеры рулевого двигателя

ТНА рулевого двигателя

Рулевая машинка


СЗБ с БВ «Волга» имеет следующие отличия от базового:

на переходном отсеке: § устанавливаются выносные антенные устройства БВ «Волга» § устанавливаются дополнительные отрывные разъёмы РО-100 (3 шт.); § на стыке БВ с ПхО устанавливаются шесть отрывных плат и восемь пирозамков;

на внутренней поверхности ГО: § наносится теплоизоляция из пенополиу-ретана толщиной не менее 20 мм.

Для обеспечения термостатирования ПГ при стоянке на СК после отвода колонн АО в конструкции СЗБ предусматриваются м а г и с т р а л и и к о л л е к т о р ы п од а ч и термостатирующего воздуха от СТВВД внутрь СЗБ. Один коллектор устанавливается в ПхО, второй – в верхней части ГО.

Головной обтекатель ∅ 3 м

БВ "Волга"

Зона ПГ

Переходный отсек


Блок выведения «Волга» в составе ракет-носителей «Союз-2» этапов 1а, 1б и 1в обеспечивает

выведение полезной нагрузки на низкие круговые орбиты высотой до 1500 км, а также на

солнечно-синхронные орбиты с высотой до 850 км с космодромов Плесецк и Байконур.

Блок выведения «Волга» обеспечивает решение следующих задач:

•  перевод одного или нескольких КА с опорной орбиты на рабочую за время 60-120 минут;

•  стабилизацию головного блока на пассивных и активных участках полета;

•  контроль состояния БВ и полезной нагрузки в процессе выведения;

•  ориентацию головного блока на пассивных участках полета и перед отделением КА, а также, в

случае необходимости, обеспечение закрутки головного блока;

•  затопление (или увод) блока выведения с рабочей орбиты за время, не превышающее 24 часа.


Основные характеристики

Масса, кг -‐ в заправ. состоянии 1190 -‐ 1790 -‐ «сухая» 890 -‐ топливо 300 -‐ 900

Габариты, мм -‐ максимальный размер 3100 -‐ высота 1025

Тяга двигателя, кгс 300

Удельный импульс, кгс·∙с/кг 307

Энергетические возможности при использовании в составе с РН «Союз-‐2-‐1в», кг

Нср=1000 км, i=62,8о 1700 Нкр=1500км, i=82,4о 1400 ССО: Нкр=835км; i=98,7° 1400


22

Масса, кг - в заправ. состоянии 1200 - 1800 - "сухая" 900 - топливо 300 - 900 Габариты, мм - максимальный размер 3100 - высота 1025

Тяга двигателя, кгс 300

Удельный импульс, кгс*с/кг 307

Блок выведения «Волга» в составе ракет-носителей «Союз-2» этапов 1а, 1б и 1в обеспечивает выведение полезной нагрузки на низкие круговые орбиты высотой до 1500 км, а также на солнечно-синхронные орбиты с высотой до 850 км с космодромов Плесецк и Байконур.

Блок выведения «Волга» обеспечивает решение следующих задач: •  перевод одного или нескольких КА с опорной орбиты на рабочую за время 60-120 минут;

•  стабилизацию головного блока на пассивных и активных участках полета;

•  контроль состояния БВ и полезной нагрузки в процессе выведения; •  ориентацию головного блока на пассивных участках полета и перед отделением КА, а также, в случае необходимости, обеспечение закрутки головного блока;

•  затопление (или увод) блока выведения с рабочей орбиты за время, не превышающее 24 часа.

Энергетические возможности при использовании в составе РН «Союз-2-1в»

Орбита Масса ПГ

(КА + адаптер), кг Нср=1000 км, i=62,8о 1700 Нкр=1500км, i=82,4о 1400

ССО: Нкр=835км; i=98,7° 1400 vk.com/fka_roskosmos

БСКВУ-БВ Силовая конструкция со стрингерами и шпангоутами

Бортовая аппаратура

БОКЗ-М60

Объединенная двигательная установка

Плоскость стыка ПхО-БВ

Плоскость стыка БВ-ПГ Электрические

платы связи с КА

В качестве двигательной установки на БВ «Волга» используется объединенная двигательная установка, разрабатываемая для космических аппаратов дистанционного зондирования Земли с доработками.


Дооборудование СК 17П32-С4 в обеспечение запуска РН «Союз-2» этапа 1в

Головной обтекатель с РН “Союз” Ø3,0

Блок II ступени с РН “Союз-2” этап 1б

Блок I ступени

Несущая стрела

Опорная ферма

Устройство направления

Новый элемент конструкции РН с направляющим устройством

Опорное кольцо

Нижняя кабельная мачта

Двигатель НК-33

Для обеспечения запуска РН «Союз-‐2» этапа 1в планируется использовать существующий стартовый комплекс СК 17П32-‐С4 с доработкой: �  технологических систем СК (стартовая система, агрегат обслуживания, кабина обслуживания, система автоматизированного дистанционного управления, системы хранения и заправки компонентами топлива, системы обеспечения жатыми газами и др.); �  строительной части (ресиверная).

Дополнительно поставляется специальное технологическое оборудование РН (ПЩС, приставки к ПЩС). Вновь создается только система обеспечения сжатыми газами I ступени РН.


Technology

Soyuz -2.1 B