卫星百科编辑部 25-09-30 22:54
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联盟飞船(俄语:Союз,英语:Soyuz)是前苏联设计的一款载人飞船,由第一设计局(原科罗廖夫设计局,现隶属于科罗廖夫能源火箭航天集团)研制,使用一次性设计,可通过联盟号或质子号运载火箭发射,其主发射场是哈萨克斯坦拜科努尔航天发射场(俄罗斯租用),少部分在俄罗斯普列谢茨克航天发射场和法属圭亚那航天中心发射。

该系列飞船自60年代首飞,仍在使用。联盟号飞船是前苏联继东方号载人飞船和上升号载人飞船后自研的第三款载人飞船,是世界上服役时间最长、发射频率最高,同时可靠性最好的载人飞船,其原目的是作为苏联载人登月计划中的往返工具,由于苏联后来取消了登月计划,联盟号飞船的活动范围就此被限制于地球轨道。 1991年红旗落地后,联盟号技术等转由俄罗斯航天局掌握,主要负责对和平号空间站与国际空间站的人员运输、物资补给。2011年美国航天飞机全线退役后,直至2020年美国的载人龙飞船成功前,联盟号飞船成为了宇航员往返国际空间站的唯一运输工具。

20世纪50年代末,苏联在弹道导弹技术基本成熟的基础上开始了载人航天飞行计划,主要负责人是科罗廖夫。1959年初,苏联第一艘载人飞船开始具体设计,取名为东方号载人飞船,1961年4月12日,尤里·加加林乘坐东方1号飞船,绕地球飞行108分钟后,安全返回地面,拉开了载人航天的大幕。 东方号载人飞船绕地球飞行成功标志着人类向宇宙踏出了第一步、证明了载人航天的可行性,人类的宇宙航行时代即将到来。然而,东方号的设计还十分原始和简陋,许多执行深空任务所必需的功能都尚不具备,其中最重要的便是交会对接技术,后者是实现长时滞留任务与登月任务所必备的功能。为此,苏联专家开始设计新一代载人飞船,这也就是联盟号系列的由来。

东方号飞船采用的是近地点只有180千米的低轨道,在这样低的高度上,大气还相对比较密集,对轨道具有明显的衰减作用。即使制动火箭失灵,飞船也可以在10天内逐渐衰减降低轨道,最终以不太大的再入速度返回地面。由于速度较低,东方号的抗热设计也较为容易。相比之下,要向深空迈进的新型飞船的再入难度则要大得多,优化再入轨道和再入飞行器的外形也就成为了设计的重中之重。设计人员提出了两种设计方案,一种被设计为具有空气动力学外形,能在跑道上着陆,另一种则采用弹道式再入方式。

60年代初苏联的设计人员大多认为飞船设计成带机翼的飞机样式将导致重量太大、并需要较厚的隔热层,研制所需的费用也高得惊人,由于结构复杂,研制周期也会较长。故而联盟号采用了弹道再入方式。季洪拉沃夫领导的第一特别设计局(即ОКБ-1,现为科罗廖夫能源火箭航天集团)第9部门的一个小组提出了“双进入”再入轨迹,降低了再入速度,过载为宇航员可以承受的3-4G。

起初,科学家们设想了三种外形方案:分段球形、带梭状物的球形和切开的球形。第一特别设计局第11部门的罗辛小组提出了类似大钟的钝头形设计并且获得采纳,这种形状会增加飞船再入时的阻力,并能避免产生过高的温度和过载。后来联盟号、神舟号均采用了钟型钝头的返回舱。

下一步要确定的是返回舱的着陆方式。由于苏联有辽阔的国土,因此在苏联本土着陆最为理想。设计人员设想过采用直升机旋翼、火箭、弹射座椅和可吸收冲击的气囊等多种手段,最后还是决定使用固体火箭与降落伞相配合的着陆方法。

图1:联盟-7K-OK
图2:联盟-7K-T
图3:联盟-T
图4:联盟-TM
图5:联盟-TMA
图6:联盟-MS

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发布于 北京