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联盟2号运载火箭

联盟2号运载火箭（俄语：Союз-2，罗马化：Soyuz-2）是俄罗斯基于苏联联盟系列运载火箭研发的火箭。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都属于联盟二号系列。与之前的联盟号版本相比，配备了升级的发动机和改进的喷气系统。[8]

联盟二号 (2.1a / 2.1b / ST-A / ST-B)
一个MetOp（英语：MetOp）卫星准备经由联盟2.1a火箭发射
用途运载火箭
制造者Progress Rocket Space Centre（英语：Progress Rocket Space Centre） (萨马拉) 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8,000万美元(阿丽亚娜空间) [1]
3,500~4,850万美元 (俄罗斯航天集团) [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312,000千克（688,000磅）
级数2 or 3
业载量
至近地轨道[a]有效载荷
质量2.1a: 7,020千克（15,480磅）
2.1b: 8,200千克（18,100磅）
至太阳同步轨道[b]有效载荷
质量ST-A: 4,230千克（9,330磅）
ST-B: 4,900千克（10,800磅）
至地球同步转移轨道[c]有效载荷
质量ST-A: 2,810千克（6,190磅）
ST-B: 3,250千克（7,170磅）
至地月转移 [d]有效载荷
质量ST-B: 2,350千克（5,180磅） [4]
至地球静止轨道 [e]有效载荷
质量ST-B: 1,360千克（3,000磅） [4]
相关火箭
本系列R-7火箭家族 (联合系列运载火箭)
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
助推器数4
高度19.6米（64英尺）
直径2.68米（8英尺10英寸）
空重3,784千克（8,342磅）
总重44,413千克（97,914磅）
燃料重量39,160千克（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6,545千克（14,429磅）
总重99,765千克（219,944磅）
燃料重量90,100千克（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2,355千克（5,192磅）
总重27,755千克（61,189磅）
燃料重量25,400千克（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: 930千克（2,050磅）
Fregat-M: 980千克（2,160磅）
Fregat-MT: 1,050千克（2,310磅）
燃料重量Fregat: 5,250千克（11,570磅）
Fregat-M: 5,600千克（12,300磅）
Fregat-MT: 7,100千克（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840千克（1,850磅）
燃料重量300—900千克（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。对莫尼亚轨道或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 年在圭亚那航天中心联盟号发射场、 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]

型号

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2.1a

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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。第三级仍使用旧的联盟号发动机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 日从圭亚那航天中心首次发射，载有四颗卫星。

2.1b

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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。同时增加了上面级运作时间，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日从圭亚那航天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

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2.1v是联盟2号轻型版本，配置了更强大的中央芯级，没有侧面助推器。[8]

发射场

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主要用户为阿丽亚娜空间和俄罗斯航天国家集团，发射场包括：

发射纪录

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2006年以来，联盟二号火箭累计发射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]. （原始内容存档于2012-05-08） （英语）. 
  11. ^ 11.0 11.1 11.2 Zak, Anatoly. Soyuz-2 to replace its predecessors. RussianSpaceWeb.com. [2024-07-16]. （原始内容存档于2016-04-30） （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）. 

备注

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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 (搭配佛盖特上面级从圭亚那航天中心发射)
  3. ^ 1,500 m/s（4,900 ft/s） ΔV deficit GTO (搭配佛盖特上面级从圭亚那航天中心发射)
  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 圭亚那航天中心)
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