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聯盟2號運載火箭

聯盟2號運載火箭（俄語：Союз-2，羅馬化：Soyuz-2）是俄羅斯基於蘇聯聯盟系列運載火箭研發的火箭。它是一種三級運載火箭，用於將載荷送入近地軌道。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（英語：MetOp）衛星準備經由聯盟2.1a火箭發射
用途運載火箭
製造者Progress Rocket Space Centre（英語：Progress Rocket Space Centre） (薩馬拉) and Chemical Automatics Design Bureau（英語：Chemical Automatics Design Bureau） (沃羅涅日) [1]
製造國家俄羅斯
單次發射費用8,000萬美元(亞里安空間) [1]
3,500~4,850萬美元 (俄羅斯航太) [2][3]
外型及質量參數
高度46.3米（152英尺）
直徑2.95米（9英尺8英寸）
質量312,000公斤（688,000磅）
節數2 or 3
酬載量
至近地軌道[a]載荷
質量2.1a: 7,020公斤（15,480磅）
2.1b: 8,200公斤（18,100磅）
至太陽同步軌道[b]載荷
質量ST-A: 4,230公斤（9,330磅）
ST-B: 4,900公斤（10,800磅）
至地球同步轉移軌道[c]載荷
質量ST-A: 2,810公斤（6,190磅）
ST-B: 3,250公斤（7,170磅）
至地月轉移 [d]載荷
質量ST-B: 2,350公斤（5,180磅） [4]
至地球靜止軌道 [e]載荷
質量ST-B: 1,360公斤（3,000磅） [4]
相關火箭
本系列R-7火箭家族 (聯合系列運載火箭)
發射歷史
現況使用中
發射場
總發射次數143 (2.1a: 62, 2.1b: 74, 2.1v: 7)
成功次數136 (2.1a: 59, 2.1b: 71, 2.1v: 6)
失敗次數4 (2.1a: 2, 2.1b: 2, 2.1v: 0)
部分失敗
次數		3 (2.1a: 1, 2.1b: 1, 2.1v: 1)
首次發射
  • 2.1a: 8 November 2004
  • 2.1b: 27 December 2006
  • 2.1v: 28 December 2013
末次發射
  • 2.1a: Active
  • 2.1b: Active
  • 2.1v: Active
著名載荷
輔助火箭 – Blok-B, V, G, D
輔助火箭數4
高度19.6米（64英尺）
直徑2.68米（8英尺10英寸）
空重3,784公斤（8,342磅）
總重44,413公斤（97,914磅）
燃料重量39,160公斤（86,330磅）
引擎RD-107
單引擎推力Sea level: 839.48 kN（188,720 lbf）
Vacuum: 1,019.93 kN（229,290 lbf）
比衝量Sea level: 263.3 s（2.582 km/s）
Vacuum: 320.2 s（3.140 km/s）
推進時間118 seconds
燃料液氧 / RG-1 (propellant)（英語：RG-1 (propellant)）
First – Blok-A
高度27.10米（88.9英尺）
直徑2.95米（9英尺8英寸）
空重6,545公斤（14,429磅）
總重99,765公斤（219,944磅）
燃料重量90,100公斤（198,600磅）
引擎RD-107
單引擎推力Sea level: 792.41 kN（178,140 lbf）
Vacuum: 921.86 kN（207,240 lbf）
比衝量Sea level: 257.7 s（2.527 km/s）
Vacuum: 320.6 s（3.144 km/s）
推進時間286 seconds
燃料LOX / RG-1
Second – Blok-I
高度6.70米（22.0英尺）
直徑2.66米（8英尺9英寸）
空重2,355公斤（5,192磅）
總重27,755公斤（61,189磅）
燃料重量25,400公斤（56,000磅）
引擎2.1a / STA: RD-0110（英語：RD-0110）
2.1b / STB: RD-0124（英語：RD-0124）
單引擎推力RD-0110: 298 kN（67,000 lbf）
RD-0124: 294.3 kN（66,200 lbf）
比衝量RD-0110: 326 seconds
RD-0124: 359 seconds
推進時間270 seconds
燃料LOX / RG-1
Upper (optional) – 佛蓋特上層級 / Fregat-M / Fregat-MT [5]
高度1.5米（4英尺11英寸）
直徑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）
引擎S5.92
單引擎推力19.85 kN（4,460 lbf）
比衝量333.2 seconds
推進時間1100 seconds
燃料四氧化二氮 / 偏二甲肼
Upper (optional) – Volga (rocket stage)（英語：Volga (rocket stage)）[6]
高度1.025米（3英尺4.4英寸）
直徑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）
引擎17D64[7]
單引擎推力2.94 kN（660 lbf）
比衝量307 seconds
燃料N2O4 / UDMH

值得注意的是，聯盟2號的分級方式與某些火箭不同：推進器被視為第一級，而中央芯級是第二級。對莫尼亞軌道或地球同步軌道等更高軌道的發射，可以選加上層級。最常用的上層級是佛蓋特，也可以選用伏爾加 (Volga) 上層級。這些上層級具有獨立的飛行控制和遙測系統。

聯盟2號運載火箭沿用其前身R-7系列火箭的發射設施，即哈薩克斯坦拜科努爾太空發射場的31號發射台與俄羅斯西北普列謝茨克太空發射場的43號發射台。此外，2011 年在圭亞那太空中心聯盟號發射場、 2016 年在俄羅斯東部的東方太空發射場 1S 發射台都發射過聯盟2號。然而，在 2022 年俄羅斯入侵烏克蘭後，聯盟2號在圭亞那的發射暫停。[9]

聯盟2號運載火箭分別在2010、2017和2019年取代了閃電-M型、聯盟-U型和聯盟-FG型運載火箭。[10][11][12]

型號

2.1a

聯盟-2.1a 型火箭在其推進器和中央芯級上採用了升級版的 RD-107A 引擎，該引擎改進了助推劑噴注系統，以提高整體性能。[11]

2.1a 型還配備數字飛行控制系統，取代了聯盟號此前型號火箭使用的模擬系統。該系統使火箭能夠在飛行中調整軌跡（模擬系統缺乏此功能），免去了複雜的發射台迴轉調校。[11] 數字飛行控制系統還還使火箭能夠運載尺寸更大的商業衛星，這種衛星需要更寬更大的整流罩。而更大的整流罩在空氣動力學意義上帶來的不穩定性太大，舊式模擬控制系統無法處理。第三級仍使用舊的聯盟號發動機RD-110。當配置更大的 ST 整流罩時，2.1a 有時也被稱為 ST-A。[8]

聯盟-2.1a 型火箭於 2004 年 11 月 8 日，從普列謝茨克太空發射場 43 號發射台首次發射，載荷為模擬天頂 8 號衛星尺寸和重量的樣品。[8] 聯盟 ST-A 型火箭於 2011 年 12 月 17 日從圭亞那太空中心首次發射，載有四顆衛星。

2.1b

2.1b進行了引擎的升級（RD-0124），大大增加了末級的比衝（326-359秒），從而將運力由7噸提高到8.2噸。同時增加了上層級運作時間，2008年7月26日從普列謝茨克太空發射場43號發射台進行了首次發射，攜帶了機密的軍事載荷。[13] 當配置更大的 ST 整流罩時，2.1b有時也被稱為 ST-B。聯盟ST- B 於2011年10月21日從圭亞那太空中心進行首次發射並取得了成功，攜帶兩顆伽利略IOV衛星。

2.1v

2.1v是聯盟2號輕型版本，配置了更強大的中央芯級，沒有側面推進器。[8]

發射場

主要用戶為亞里安空間和俄羅斯航天國家集團，發射場包括：

發射紀錄

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

參考文獻

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

備註

  1. ^ 200 km（120 mi） circular LEO 51.8° inclination from 拜科努爾太空發射場
  2. ^ 820 km（510 mi） SSO (搭配佛蓋特上層級從圭亞那太空中心發射)
  3. ^ 1,500 m/s（4,900 ft/s） ΔV deficit GTO (搭配佛蓋特上層級從圭亞那太空中心發射)
  4. ^ (with 佛蓋特上層級 from 拜科努爾太空發射場)
  5. ^ (with 佛蓋特上層級 from 圭亞那太空中心)
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