Союз-У

Союз-У — советская и российская одноразовая ракета-носитель среднего класса, разработанная в ОКБ-1 (ныне РКК «Энергия») на базе ракеты-носителя «Союз». Являлась модернизированной версией ракеты «Союз» и предназначалась для выведения на околоземную орбиту пилотируемых и грузовых космических кораблей «Союз» и «Прогресс», а также автоматических спутников различного назначения. Эксплуатировалась с 1973 по 2017 год, став одной из самых массовых и надёжных ракет-носителей в истории космонавтики.

История создания

Разработка ракеты-носителя «Союз-У» (индекс 11А511У) началась в конце 1960-х годов в рамках программы модернизации носителей семейства Р-7. Основной задачей было увеличение грузоподъёмности и надёжности по сравнению с базовой версией «Союз» (11А511). Модернизация затронула двигательные установки всех ступеней, систему управления и конструкцию баков.

Первый пуск «Союз-У» состоялся 18 мая 1973 года с космодрома Байконур. Ракета вывела на орбиту разведывательный спутник «Космос-559». В 1976 году начались лётные испытания модификации «Союз-У2», предназначенной для работы на высококипящем топливе (синтин). С 1977 года «Союз-У» стала основным носителем для пилотируемых полётов по программе «Интеркосмос», а затем и для снабжения орбитальных станций «Салют», «Мир» и Международной космической станции (МКС).

В 1990-е годы, после распада СССР, производство ракет было сосредоточено на РКЦ «Прогресс» (Самара). Несмотря на появление более современных модификаций, «Союз-У» продолжала эксплуатироваться из-за высокой надёжности и отлаженной инфраструктуры. Последний пуск ракеты-носителя «Союз-У» состоялся 22 февраля 2017 года с космодрома Байконур, когда был выведен на орбиту грузовой корабль «Прогресс МС-05». Всего за 44 года эксплуатации было выполнено 786 пусков, из которых 770 признаны успешными (успешность 98 %).

Конструкция

«Союз-У» представляла собой трёхступенчатую ракету-носитель с последовательным расположением ступеней. Конструктивно она базировалась на классической схеме Р-7 с боковыми блоками первой ступени.

Первая ступень

Первая ступень состояла из четырёх боковых блоков (блоки Б, В, Г, Д), каждый длиной около 19,6 м и диаметром 2,68 м. На каждом блоке устанавливался жидкостный ракетный двигатель РД-107А (или РД-107АА в модификации «Союз-У2»). Двигатели работали на керосине и жидком кислороде. Тяга одного двигателя на уровне моря составляла около 83,4 тс (818 кН). Боковые блоки отделялись после выработки топлива на высоте около 50 км.

Вторая ступень

Вторая ступень (центральный блок, блок А) имела длину 27,1 м и диаметр 2,95 м. На ней устанавливался четырёхкамерный двигатель РД-108А (или РД-108АА), работающий на тех же компонентах топлива. Тяга двигателя на уровне моря — 74,5 тс (731 кН), в вакууме — 94,5 тс (927 кН). Вторая ступень продолжала работу после отделения боковых блоков и обеспечивала основной разгон ракеты.

Третья ступень

Третья ступень (блок И) имела длину 6,7 м и диаметр 2,66 м. Оснащалась двигателем РД-0110 (или РД-0124 в модификации «Союз-У2»), работающим на керосине и жидком кислороде. Тяга двигателя в вакууме — 30,4 тс (298 кН). Третья ступень обеспечивала довыведение полезной нагрузки на расчётную орбиту.

Система управления

Система управления «Союз-У» — инерциальная, с цифровым вычислительным комплексом (в поздних версиях). Управление полётом осуществлялось с помощью поворотных камер сгорания двигателей первой и второй ступеней, а также рулевых сопел третьей ступени. Для коррекции траектории использовались газовые рули.

Модификации

На базе «Союз-У» было разработано несколько модификаций, различавшихся типом топлива и целевым назначением.

Союз-У2

«Союз-У2» (индекс 11А511У2) — модификация, предназначенная для работы на высококипящем топливе «синтин» (синтетический углеводород, аналог керосина с повышенной плотностью). Использование синтина позволило увеличить грузоподъёмность на 200–300 кг. Первый пуск состоялся в 1982 году. Ракета использовалась для выведения пилотируемых кораблей «Союз ТМ» и грузовых «Прогресс М». Производство синтина было прекращено в 1990-е годы, что привело к свёртыванию программы.

Союз-У (с двигателями РД-107АА/РД-108АА)

В 2000-е годы на «Союз-У» начали устанавливать модернизированные двигатели РД-107АА и РД-108АА с улучшенными характеристиками. Это позволило повысить надёжность и несколько увеличить грузоподъёмность. Данная версия стала основной в последние годы эксплуатации.

Союз-У (с блоком выведения «Фрегат»)

В некоторых пусках «Союз-У» использовалась в связке с разгонным блоком «Фрегат» для выведения спутников на высокие орбиты. Однако эта комбинация применялась редко, так как для этих целей чаще использовались более современные носители «Союз-2».

Характеристики

Основные технические характеристики ракеты-носителя «Союз-У» (базовая версия):

Применение

«Союз-У» использовалась для решения широкого круга задач:

• Пилотируемые полёты: выведение на орбиту кораблей «Союз» (всех модификаций, включая «Союз ТМ» и «Союз ТМА»). Всего выполнено более 100 пилотируемых пусков.
• Грузовые миссии: доставка грузов на орбитальные станции «Салют», «Мир» и МКС с помощью кораблей «Прогресс» (всех модификаций).
• Запуск автоматических спутников: выведение на орбиту спутников серий «Космос», «Ресурс», «Метеор», «Фотон», «Бион» и других.
• Научные и коммерческие запуски: в 1990-е и 2000-е годы «Союз-У» использовалась для запуска иностранных спутников по контрактам с зарубежными заказчиками.

Надёжность и аварии

«Союз-У» считается одной из самых надёжных ракет-носителей в истории. По состоянию на 2017 год успешность пусков составляла 98 %. Из 16 аварийных пусков большинство были связаны с отказами двигателей или систем управления на этапе работы первой или второй ступени.

Наиболее известные аварии:

• 1983 год: авария при запуске пилотируемого корабля «Союз Т-10-1» — на стартовом столе произошло возгорание ракеты, сработала система аварийного спасения, экипаж (Владимир Титов и Геннадий Стрекалов) выжил.
• 1996 год: авария при запуске грузового корабля «Прогресс М-31» — разрушение двигателя второй ступени, корабль не вышел на орбиту.
• 2011 год: авария при запуске грузового корабля «Прогресс М-12М» — отказ двигателя третьей ступени, корабль упал в Туве.
• 2016 год: авария при запуске грузового корабля «Прогресс МС-04» — нештатное отделение третьей ступени, корабль разрушен.

Завершение эксплуатации

Решение о прекращении эксплуатации «Союз-У» было принято в середине 2010-х годов в связи с переходом на более современные носители семейства «Союз-2». Последний пуск состоялся 22 февраля 2017 года. К этому моменту было произведено 786 пусков, что сделало «Союз-У» самой массовой ракетой-носителем в истории советской и российской космонавтики. На смену ей пришли ракеты «Союз-2.1а» и «Союз-2.1б», обладающие более высокой грузоподъёмностью и цифровой системой управления.

Источники

• «Ракеты-носители семейства Р-7» — В. П. Мишин, А. В. Бирюков, 2000.
• «Космонавтика СССР» — под редакцией Б. Е. Чертока, 2009.
• «Ракета-носитель "Союз-У"» — техническое описание, РКЦ «Прогресс», 2012.
• Данные пусков — сайт Роскосмоса, архивные материалы.
• «История создания ракет-носителей "Союз"» — В. С. Сыромятников, 2005.