联盟号载人飞船发射记录

联盟号载人飞船整体介绍

1966-

(Soyuz spacecraft)

 

联盟MS飞船中文介绍:(摘录自:俄罗斯改进型载人飞船联盟-MS,作者:王永生;周生东)

【1】开发联盟-MS载人飞船的必要性

“联盟”飞船实现首飞后经过了多次改进,进入2000年后,飞船的改进工作主要是与更换:飞船控制系统的仪器有关, 包括下降控制计算机(KC-020M)、线性速度测量部件、航天员控制台(HenTyH-M3) 此后又使用了新的船载数字计算系统(4BK-101)及匹配装置(BYC101-1和2)。在船_上还安装了小型数字信息测量系统(MEVTC),并推广和使用了复杂的软件, 该软件起初在‘进步”(Progress)货运飞船上使用,经过成功飞行试验后,又在”联盟”飞船上安装使用。在没有影响飞行计划、没有中断太空:飞行、没有进行任何”联盟”飞船试验的情况下,成功地更换 了几乎所有飞船系统。

2009年, 俄罗斯联邦航天局(Roskosmos,现更名为俄罗斯航天国家集团) 要求俄罗斯能源火箭航天集团论证改进进步M-M和联盟TMA-M飞船的可能性, 原因是准备停止使用地面控制综合系统中系统老化的“量子”和“卡玛”地面站。

“量子”地面站通过船载无线电技术系统(6PTK) 量子-B来保障“联盟”和“进步”飞船主要飞行控制回路。宇宙飞船有3种控制方法:第1种是自动控制方法, 即用船载系统完成控制任务,不需要任何外界干预;第2种是地面控制方法,需 要各类无线电技术设备进行保障;第3种方法是飞船乘组控制。经过之前对飞船的改进,几乎更换了所有船载自动控制系统和乘组控制系统的仪器和部件,现在 需要解决无线电技术设备的问题。

保障与地面通信的船载仪器量子-B,以前是由乌克兰切尔尼戈夫斯克工厂生产, 现在这种仪器应当在俄罗斯生产。“卡玛”地面站则是用于保障飞船轨道参数的测量(无线 电监控)。

2009年初,俄罗斯联邦航天局着手解决存在的问题。因为“量子”和“卡玛”地面站已停止使用,问题已无法回避,需要马上开发出替代品。

此外还存在一个问题, 就是船载运动控制系统仪器的电子元器件供货问题。该系统有主要和备用回路, 结果是停靠和定位控制组件(5YNO) 及备用回路信号转换部件(6NO)已经没有了配套的电子元器件。为此, 俄罗斯能源火箭航天集团开始研制备用回路控制部件(BYPK) ,这也是改进型飞船联盟-MS和进步-MS船载仪器的组成部分。

对此类船载系统和仪器的更换必然会导致对空间运动系统和综合控制系统的重大调整,开发船载数字控制系统的数学软件。为此, 俄罗斯能源火箭航天集团决定对进步M-M和联盟TMA-M飞船进行重大改进, 明确相应的技术任务, 制定草案和技术文件。这就是联盟-MS和进步-MS新型飞船的由来。

【2】联盟-MS载人飞船.上改进的系统

2008年和2010年, 分别对联盟TMA-M和进步M-M飞船进行了改进,此次联盟-MS和进步-MS的改进是.上次重要阶段性改进的逻辑延续。联盟-MS飞船_上所改进的系统如下。

首先, 船载无线电指令系统量子-B (KBaHT-B)换成了统-的遥测指令系统(EKTC) ,该系统具有附加的遥测通道。实际上,在联盟TMA-M和进步M-M飞船_上已经对遥测系统进行过改进, 属于小型的信息遥测系统(M6VTC) 具有执行遥测指令系统(EKTC) 的功能。新的遥测指令系统将具有通用功能:无线电指令线路通过射线-5 (Loutch-5)中继卫星执行保障工作, 这将极大地增加飞船无线电可见范围,达到了1圈(轨道) 长度的70%。

其次, 新飞船将使用新的船载无线电技术对接系统航向-HA (Kurs-HA),该系统已经在2艘进步M-M货运飞船_上进行了飞行试验。与航向-HA相比, 新系统在质量、尺寸和动力特性方面进行了优化,将取消一副复杂的无线电天线 (一共3副天线) 航向-HA系统是基于新的元器件而研制,重要的是,它将在俄罗斯生产。

此外,船载无线 电轨道监控系统换成了卫星导航仪器(ACH-K) ,新的仪器已经在进步M-M飞船_上安装并在遥测状态下进行了试运行。经过全面的分析后, 计划在主要控制回路中使用该仪器。卫星导航仪器是关键性的系统, 它能极大优化运动控制系统的功能。这为飞船定位提供功能储备,依靠从卫星导航仪器上获取的导航数据, 能够保障完成与空间站的交会。换句话说, 无线电轨道监控器简直就不需要了,卫星导航仪器与航向-HK构成了完全独立的飞船交会对接系统。

在联盟-MS_上安装新的数字仪器一备用回路控制组件,取代类似的仪器一停靠和定位控制组件-1 (6YNO-1) ,在进步-MS飞船_上则替换了停靠和定位控制组件-1和信号转换部件(6NC)o同时要指出的是, 备用回路控制组件是由俄罗斯能源火箭航天集团开发,它拓展了运动控制系统备用回路的能力,并解决了配套产品的生产问题。

重新研制的仪器与船载数字计算系统的相互作用,通过 直通数字信道来完成, 这需要对软件进行全面更新。

需要指出的是, 为了替换同类的电视系统’克列斯特”(KnecT) ,将使用数字电视系统。得益于此,飞船与空间站之间的通信将直接由舱载间(船间)的无线电线路来完成。

由于配套产品的停产还将对以下部件进行更换:角速度传感器(6AYC 3M) 将换为改进的传感器(6AYC 3MA) ;装有卤化白炽灯的照明器换为发光二极管灯(C中OK)。

还需要指出的是,已把电话 电报系统黎明-M替换为黎明-3BM,做这样的调整是为了使黎明-3BM与小型信息遥测系统(M5VTC)一-样,在功能. 上与统一的遥测指令系统(EKTC) 一体化。

所要强调的是, 在联盟-MS和进步-MS飞船以及它们之前的改进.上,都是保证飞船控制系统与“国际空间站”俄罗斯舱段船载控制系统完全一体化(集成化)。以前只能通过独立于空间站的无线电指令线路来控制飞船。

总之, 联盟-MS飞船的功能特性有了极大的优化,比如新的地面和船载无线电技术系统采用了现代化的信息传输技术, 这将提高飞船控制系统的可靠性。飞船的质量和动力方面,这次没有大的变化。

专家们在联盟-MS和进步-MS飞船中所做的工作,对于现在和将来研发新一代载人飞船, 无论在方法上、技术上还是组织上,都有借鉴价值,这是非常重要的。应俄罗斯联邦航天局的预订,目 前俄罗斯能源火箭航天集团正在进行新一代飞船的研制。

【3】联盟”飞船数字计算机系统及其改进

在现行的”联盟”飞船计算机系统中,包括了中央计算机(LBM-101)、计算机 (KC-020M) 、控制台(HenyH-M3) 。中央计算机位于仪器设备舱内,负责控制~飞船的定位,解决交会对接问题等。计算机位于返回舱内, 负责保障返回舱脱离轨道返回地面。计算机之间通过多路交换通道保持联系。

在改进后的联盟-MS飞船返回舱内也安装了中央计算机,如此布局已相当可观。这种布局有很大的优势,并得到了检验。据专家介绍,“联盟”飞船以后不会再有这方面的改进计划。新一代“联邦”载人飞船将进行新的调整和布局, 因为新一-代飞船将要拓展其返回的能力。

【4】联盟-MS飞船飞行试验及下一步的改进计划

据俄罗斯能源火箭航天集团专家介绍,在联盟MS-飞船使用后,“联盟”此外, 如何使联盟-MS和进步-MS飞船所有船载系统适应新的运载火箭联盟-2,这也是需要解决的问题, 因为飞船与火箭之间的接口也出现了变化,所有这些都要进行调整。

联盟-MS飞船暂时还没有延长飞行时间的计划,目前飞船可飞行7.5个月。如果需要, 可将飞船飞行时间延长至1年,以此来减少飞船的数量。

改进后的联盟-MS飞船并未改变飞船与乘组操作的接口,当年 曾在联盟TMA-M飞船上更换了控制台(HenyH-M3)的接口,当时并不是为了更换,正好相反,是为了扩大接口的功能,现在接口的功能非常强大,一个人完全可以对联盟-MS飞船进行控制。

联盟MS飞船英文介绍:

The Soyuz MS manned spacecraft has been developed on the basis of a Soyuz TMA-M spacecraft.Soyuz-MS introduces following upgrades:

  • more efficient solar panels
  • the new Kurs-NA approach and docking system, which has a mass of less than half that of its predecessor
  • additional micro-meteoroid debris shielding
  • a modified docking and attitude control engine – which will add redundancy during docking and deorbit burns.
  • a main computer, TsVM-101, which has a mass (8.3 kg) of only one-eighth that of its Argon-16 predecessor (70 kg) and a smaller volume.
  • a unified digital command/telemetry system that allows telemetry to be transmitted via Luch relay satellites for control of the spacecraft as well as to provide crew with positioning data when the spacecraft is out of range of ground tracking stations.
  • upgraded GLONASS / GPS and COSPAS-SARSAT satellite systems to provide more accurate location services during search/rescue operations after landing.

Soyuz-MS is to provide rescue of the main crew of the station in emergency and delivery of visiting crews.During the flight the spacecraft fulfills the following tasks:

  • delivery of a visiting crew consisting of up to three persons and small accompanying cargoes
  • constant availability of the spacecraft, attached to the station during its manned flight, in the standby mode to be ready for emergency descent of the main crew onto the ground in case of hazardous situation on the station, cosmonaut illness or injury, etc. (assured crew return vehicle function);
  • planned descent of the visiting crew onto the ground;
  • returning to the ground, together with the crew, payloads of relatively low mass and volume
  • disposal of wastes from the station in the living compartment to be burned down in the atmosphere during descent.

联盟号能乘坐3名航天员,长9.0m,最大直径2.72m,发射重量6600kg,着陆重量3000kg,航天员活动空间9.0 m3。 

  返回舱:重2800kg 

  轨道舱:重1224kg 

  服务舱:重2654kg 

  太阳电池板翼展:8.4m 

短短半个世纪,苏维埃社会主义共和国联盟/苏维埃主权共和国联盟/俄罗斯联邦用R-7/UR-500/N1火箭打上了:

(1)40艘初始型联盟(也分为1,2,4,8号 (7K-OK, active)的验证实用对接型(联盟-6号飞船(7K-OK, non docking, special)因为执行“三驾马车”计划而不具备对接能力)/10,11的初步空间站运输型(7KT-OK)/9(7K-OK, non docking),12,13(7K-T-AF, 11F615A8),16与19 (7K-TM, 11F615A12),22(7K-MF6, 11F615A12)这样的单独特定联盟任务型/其余的无太阳能电池阵的运输人员的2人版空间站型,这也分为Soyuz 12, 17, 18, 21, 25 – 29, 31 – 40 的(7K-T, 11F615A8)型与Soyuz 14, 15, 20, 23, 24, 30 (7K-T, 11F615A9)型两种型号)。晕死。。。

(2)载人月球型飞船型(包括由质子火箭发射的8艘L1绕月飞船,4艘N1火箭发射的LK/LOK型登月飞船)。【绕月的zond-5任务】【7K-lok登月飞船】

(3)联盟T系列空间站运输型(7K-ST, 11F732)15艘。

联盟-T飞船是联盟号的改进型,虽然它的外形、容量和重量与联盟号大体相同,但技术上做了许多改进。由于联盟-11飞船3名航天员从礼炮-1返回时窒息死亡,联盟号航天员从3人不着航天服返回状态改为2人着航天服返回状态,能源由太阳帆板状态改为不装太阳帆板状态。联盟-T飞船设计成可载2或3人,也可无人飞行,从1979年12月至1986年3月共发射了15艘。其恢复太阳能帆板设计,改进返回舱窗口设计为双层可抛弃玻璃增加航天员再入视野,改进Chayka(海鸥)飞行控制系统,飞船首次采用Argon-16计算机,改进控制面板,特别是首次增加阴极射线管显示器。联盟-T改善了航天服使其更为轻、薄和柔软,从而使返回舱飞船上的发动机系统同礼炮-6空间站上的发动机使用同样的推进剂,提高了推力和机动能力;采用了更轻、更结实的壳体材料,以及新式的降落伞系统等。联盟飞船指令长首次配备操作用“操作棒”(神舟飞船也一同采用),人员恢复3人设计(大部分任务仍然采取2人成员组),火箭更换新型逃逸塔,后期任务使用联盟-U2型运载火箭等。设计寿命14天,设计与礼炮号空间站停靠180天。总长度7.5m,最大直径2.7m,航天员活动空间9.0 m3,总重量6850kg,总推进剂700kg。
返回舱:能乘坐3名航天员,长2.2m,最大直径2.2m,航天员活动空间4.0 m3,总重量3000kg。
轨道舱:长3.0m,最大直径2.3m,航天员活动空间5.0 m3,总重量1100kg。

(4)联盟TM空间站运输型飞船(7K-STM, 11F732A51) 34艘,它是联盟-T的改进型,改进主要涉及飞船的对接系统、通信系统、推进系统、应急救生系统和降落伞系统。飞船起飞质量7070kg;返回质量约2900kg;可送达的有效载荷100kg以下;可返回的有效载荷20~50kg;飞行持续时间:自主飞行5昼夜,加入空间站飞行180昼夜;工作轨道参数:倾角51.6o,高度300~400km;飞船外型尺寸:长约7m,最大直径2.7m,太阳电池翼翼展10.7m;生活舱总容积约10.3m3;太阳电池功率约1kW。
其主要改进对接系统,轨道舱设计,推进舱设计,火箭适配新型逃逸塔系统。(到TM-13后苏联解体),联盟TM-16号飞船 (7K-STM-APAS, 11F615A51)安装了APAS-89对接系统,原计划作为“暴风雪”航天飞机成员组的轨道遇险救援机,后为测试APAS对接系统以适应美国航天飞机对接;和平“号空间站,火箭方面因为燃料成本问题从联盟U2回退到联盟U型。从1986年5月至2002年4月底共发射了34艘,其中联盟-TM-1为不载人试飞。

(5)联盟TMA空间站运输型(7K-STMA, 11F732A17) 22艘。 由于俄罗斯的航天员身高比美国航天员矮,为满足建造“国际空间站”的需求,应美国的要求,俄罗斯对“联盟”TM飞船进行了改进,改进后的“联盟”TMA飞船于2002年10月29日升空,从而,可以运送个子更高、体重更重的航天员。 主要改进:采用KS020-M降落控制计算机、带六轴加速计的线性加速度测量组件,带计算机的“海王星”-ME航天员操纵台,并且对返回舱进行适应性改造以适应更多体型宇航员,火箭更换为联盟FG型运载火箭。

(6)联盟TMA-M空间站运输型(7K-STMA, 11F732A47)20艘。改进项目:(1)制造一体化的飞船控制系统,(2)能够连接承担轨道操纵任务的中心计算机CVM101,(3)返回控制计算机KS020-M,(4)新型操纵台“海王星”,(5)MBITS遥测系统,(6)所有与新设备关联的接口,(7)飞船数字计算综合体软件。

(7)联盟MS空间站运输型(11F732A48)即将发射第17艘,现在计划到了MS-23号飞船,现已有146艘正式编号为联盟的飞船(不包括12艘登月型联盟),联盟MS-15飞船后联盟FG型运载火箭退役,往后飞船由联盟2.1a火箭发射。。

(8)联盟系列飞船以宇宙xxxx号的形式或者正式型号发射了多艘无人飞船,包括联盟1号前三次任务,其中第一艘无人飞船于发射台爆炸,联盟1号悲剧后进行了5艘无人测试飞行,联盟2号也改为无人测试,联盟13号也进行了无人测试,联盟20号也是无人测试,联盟34号也是无人测试,ASTP时期也进行了2次无人测试,联盟T型飞船也进行过3次宇宙670/772/869号的三次定型前Soyuz-T Tests (7K-S, 11F732)型的无人测试与联盟T-1号的无人测试,联盟TM-1飞船也是无人测试。

(9)联盟飞船还有扩大型曙光号飞船计划,原计划天顶火箭发射,载7名航天员,取消轨道舱,一度计划反推技术,后来因为种种原因取消,还有联盟登月时期的各种未进入实体制造阶段的方案,比如联盟组合体方案,还有各种军用联盟方案。当年为了作为”暴风雪“航天飞机的轨道营救力量,苏联方面也设计了以APAS-89对接系统为最大特点的联盟“救援机”,关于这型飞船的更多详细介绍参见(【原创文章】“暴风雪(BURAN)号航天飞机系列【13】 )。还有2000年年代的加强版可在轨储存一年的联盟TMM(现在联盟只能安全储存180到200天)老版本(成为TMA-M)的MS计划。渣渣联盟,这么复杂,垃圾飞船。更多详见:(【原创文章】联盟系列飞船发展简史,附加载人飞船任务清单

(10)俄罗斯今年计划发射联盟-GVK型货运飞船(已经放弃),与进步不同,该型飞船延续联盟MS载人飞船的基本设计,只将返回舱进行无人化处理以带回空间站相关物件。

(11)俄罗斯目标还有联盟MS系列飞船加上上面级的绕月计划设想,(鉴于DM上面级由安加拉火箭在东方发射场发射,因此这个设想结局不出意料,此前随着客户的退单官司而正式告吹,毛子对于这个项目真的只推行至PPT状态)这本是回首半个世纪前的联盟初心。(12)鉴于19年8月份执行的联盟MS-14无人测试飞船任务,(联盟2.1a型火箭首次发射载人型飞船)未来联盟家族还将进行更多改进与升级,目前已经有消息将联盟飞船进行后续改进以适应2024年后的任务。在“雄鹰”飞船首飞时间步步跳票并不完全取代联盟飞船的现实情况下,联盟还将陪伴载人航天数十年,见证其退役则是一个遥不可及的幻想。

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