联盟2号运载火箭

聯盟2號運載火箭(俄语:Союз-2羅馬化Soyuz-2)是俄羅斯基於苏联聯盟系列運載火箭研發的火箭。它是一种三级运载火箭,用于将有效载荷送入近地轨道。2.1a、2.1b 和 2.1v都屬於聯盟二號系列。與之前的聯盟號版本相比,配備了升級的發動機和改進的噴射系統。[8]

聯盟二號 (2.1a / 2.1b / ST-A / ST-B)
一個MetOp英语MetOp衛星準備經由聯盟2.1a火箭發射
用途运载火箭
制造者Progress Rocket Space Centre英语Progress Rocket Space Centre (薩馬拉) and Chemical Automatics Design Bureau英语Chemical Automatics Design Bureau (沃罗涅日) [1]
制造国家俄罗斯
单次发射费用8,000萬美元(阿丽亚娜空间) [1]
3,500~4,850萬美元 (俄羅斯航太) [2][3]
外型及质量参数
高度46.3米(152英尺)
直径2.95米(9英尺8英寸)
质量312,000公斤(688,000磅)
级数2 or 3
酬載量
近地轨道[a]有效载荷
质量2.1a: 7,020公斤(15,480磅)
2.1b: 8,200公斤(18,100磅)
太阳同步轨道[b]有效载荷
质量ST-A: 4,230公斤(9,330磅)
ST-B: 4,900公斤(10,800磅)
地球同步轉移軌道[c]有效载荷
质量ST-A: 2,810公斤(6,190磅)
ST-B: 3,250公斤(7,170磅)
地月转移 [d]有效载荷
质量ST-B: 2,350公斤(5,180磅) [4]
地球靜止軌道 [e]有效载荷
质量ST-B: 1,360公斤(3,000磅) [4]
相关火箭
本系列R-7火箭家族 (聯合系列運載火箭)
发射历史
现状使用中
发射场
总发射次数143 (2.1a: 62, 2.1b: 74, 2.1v: 7)
成功次数136 (2.1a: 59, 2.1b: 71, 2.1v: 6)
失败次数4 (2.1a: 2, 2.1b: 2, 2.1v: 0)
部分失败
次数
3 (2.1a: 1, 2.1b: 1, 2.1v: 1)
首次发射
  • 2.1a: 8 November 2004
  • 2.1b: 27 December 2006
  • 2.1v: 28 December 2013
末次发射
  • 2.1a: Active
  • 2.1b: Active
  • 2.1v: Active
著名载荷
助推器 – Blok-B, V, G, D
助推器數4
高度19.6米(64英尺)
直径2.68米(8英尺10英寸)
空重3,784公斤(8,342磅)
总重44,413公斤(97,914磅)
燃料重量39,160公斤(86,330磅)
发动机RD-107
单发推力Sea level: 839.48 kN(188,720 lbf
Vacuum: 1,019.93 kN(229,290 lbf
比冲Sea level: 263.3 s(2.582 km/s)
Vacuum: 320.2 s(3.140 km/s)
推进时间118 seconds
燃料液氧 / RG-1 (propellant)英语RG-1 (propellant)
First – Blok-A
高度27.10米(88.9英尺)
直径2.95米(9英尺8英寸)
空重6,545公斤(14,429磅)
总重99,765公斤(219,944磅)
燃料重量90,100公斤(198,600磅)
发动机RD-107
单发推力Sea level: 792.41 kN(178,140 lbf
Vacuum: 921.86 kN(207,240 lbf
比冲Sea level: 257.7 s(2.527 km/s)
Vacuum: 320.6 s(3.144 km/s)
推进时间286 seconds
燃料LOX / RG-1
Second – Blok-I
高度6.70米(22.0英尺)
直径2.66米(8英尺9英寸)
空重2,355公斤(5,192磅)
总重27,755公斤(61,189磅)
燃料重量25,400公斤(56,000磅)
发动机2.1a / STA: RD-0110英语RD-0110
2.1b / STB: RD-0124英语RD-0124
单发推力RD-0110: 298 kN(67,000 lbf
RD-0124: 294.3 kN(66,200 lbf
比冲RD-0110: 326 seconds
RD-0124: 359 seconds
推进时间270 seconds
燃料LOX / RG-1
Upper (optional) – 佛盖特上面级 / Fregat-M / Fregat-MT [5]
高度1.5米(4英尺11英寸)
直径Fregat / Fregat-M: 3.35米(11.0英尺)
Fregat-MT: 3.80米(12.5英尺)
空重Fregat: 930公斤(2,050磅)
Fregat-M: 980公斤(2,160磅)
Fregat-MT: 1,050公斤(2,310磅)
燃料重量Fregat: 5,250公斤(11,570磅)
Fregat-M: 5,600公斤(12,300磅)
Fregat-MT: 7,100公斤(15,700磅)
发动机S5.92
单发推力19.85 kN(4,460 lbf
比冲333.2 seconds
推进时间1100 seconds
燃料四氧化二氮 / 偏二甲肼
Upper (optional) – Volga (rocket stage)英语Volga (rocket stage)[6]
高度1.025米(3英尺4.4英寸)
直径3.2米(10英尺)
空重840公斤(1,850磅)
燃料重量300—900公斤(660—1,980磅)
发动机17D64[7]
单发推力2.94 kN(660 lbf
比冲307 seconds
燃料N2O4 / UDMH

值得注意的是,联盟2号的分级方式与某些火箭不同:助推器被视为第一级,而中央芯级是第二级。对莫尼亚轨道地球同步轨道等更高轨道的发射,可以选加上面级。最常用的上面级是佛盖特,也可以选用伏尔加 (Volga) 上面级。这些上面级具有独立的飞行控制和遥测系统

联盟2号运载火箭沿用其前身R-7系列火箭的发射设施,即哈萨克斯坦拜科努尔航天发射场的31号发射台与俄罗斯西北普列谢茨克航天发射场的43号发射台。此外,2011 年在圭亚那太空中心联盟号发射场、 2016 年在俄罗斯东部的东方航天发射场 1S 发射台都发射过联盟2号。然而,在 2022 年俄罗斯入侵乌克兰后,联盟2号在圭亚那的发射暂停。[9]

联盟2号运载火箭分别在2010、2017和2019年取代了闪电-M型、联盟-U型和联盟-FG型运载火箭。[10][11][12]

型號

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联盟-2.1a 型火箭在其助推器和中央芯级上采用了升级版的 RD-107A 发动机,该发动机改进了助推剂喷注系统,以提高整体性能。[11]

2.1a 型还配备数字飞行控制系统,取代了联盟号此前型号火箭使用的模拟系统。该系统使火箭能够在飞行中调整轨迹(模拟系统缺乏此功能),免去了复杂的发射台回转调校。[11] 数字飞行控制系统还还使火箭能够运载尺寸更大的商业卫星,这种卫星需要更宽更大的整流罩。而更大的整流罩在空气动力学意义上带来的不稳定性太大,旧式模拟控制系统无法处理。第三级仍使用舊的聯盟號發動機RD-110。当配置更大的 ST 整流罩时,2.1a 有时也被称为 ST-A。[8]

联盟-2.1a 型火箭于 2004 年 11 月 8 日,从普列谢茨克航天发射场 43 号发射台首次发射,载荷为模拟天顶 8 号卫星尺寸和重量的样品。[8] 联盟 ST-A 型火箭于 2011 年 12 月 17 日从圭亚那太空中心首次发射,载有四颗卫星。

2.1b进行了发动机的升级(RD-0124),大大增加了末级的比冲(326-359秒),从而将运力由7吨提高到8.2吨。同时增加了上面级運作時間,2008年7月26日从普列谢茨克航天发射场43号发射台进行了首次发射,携带了机密的军事载荷。[13] 当配置更大的 ST 整流罩时,2.1b有时也被称为 ST-B。联盟ST- B 于2011年10月21日从圭亚那太空中心进行首次发射并取得了成功,携带两颗伽利略IOV卫星

2.1v是聯盟2號輕型版本,配置了更强大的中央芯级,沒有側面助推器[8]

發射場

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主要用戶為阿丽亚娜空间俄罗斯航天国家集团,發射場包括:

發射紀錄

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2006年以來,聯盟二號火箭累計發射149次,成功142次,成功率95.3%。

5
10
15
20
25
30
2006
2010
2015
2020
  •   Failure
  •   Partial failure
  •   Success
  •   Scheduled

参考文献

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  1. ^ 存档副本. [2021-12-29]. (原始内容存档于2017-09-17). 
  2. ^ Russian launch service provider reveals cost of Soyuz-2.1 rocket launch. Russian Aviation. [2020-05-24]. (原始内容存档于2020-06-22). 
  3. ^ The Soyuz-2 rocket series. Russian Space Web. [2020-05-24]. (原始内容存档于2016-04-30). 
  4. ^ 4.0 4.1 The Soyuz-2 rocket series. Russianspaceweb. [2021-12-29]. (原始内容存档于2016-04-30). 
  5. ^ Конструкция разгонного блока "Фрегат". NPO Lavochkin. [2016-03-10]. (原始内容存档于2015-12-26) (俄语). 
  6. ^ Volga upper stage. russianspaceweb.com. [2016-03-10]. (原始内容存档于2016-03-04). 
  7. ^ Soyuz 2-1 launches maiden mission from Vostochny | NASASpaceFlight.com. nasaspaceflight.com. 2016-04-27 [2016-05-01]. (原始内容存档于2017-01-28). 
  8. ^ 8.0 8.1 8.2 8.3 Космодром "Плесецк" | РН "Русь" ("Союз-2"). www.plesetzk.ru. [2022-07-31]. (原始内容存档于2021-10-27) (俄语). 
  9. ^ Berger, Eric. Russia pulls out of European spaceport, abandoning a planned launch. Ars Technica. 2022-02-26 [2024-07-16] (英语). 
  10. ^ Zak, Anatoly. Last launch of the Molniya-M on 30 September 2010. RussianSpaceWeb.com. [2024-07-16] (英语). 
  11. ^ 11.0 11.1 11.2 Zak, Anatoly. Soyuz-2 to replace its predecessors. RussianSpaceWeb.com. [2024-07-16] (英语). 
  12. ^ Alexander Kirilin: "We are working on three rocket". Volzkhskaya Kommuna. 1 June 2011 [13 July 2011]. (原始内容存档于19 March 2012) (俄语). 
  13. ^ Stephen Clark. Soyuz 2-1b rocket launches classified military payload. Spaceflight Now. 26 July 2008 [27 August 2014]. (原始内容存档于2014-05-31). 

備註

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  1. ^ 200 km(120 mi) circular LEO 51.8° inclination from 拜科努尔航天发射场
  2. ^ 820 km(510 mi) SSO (搭配佛盖特上面级圭亞那太空中心發射)
  3. ^ 1,500 m/s(4,900 ft/s) ΔV deficit GTO (搭配佛盖特上面级圭亞那太空中心發射)
  4. ^ (with 佛盖特上面级 from 拜科努尔航天发射场)
  5. ^ (with 佛盖特上面级 from 圭亞那太空中心)