РН «Союз-2.1а»
Первая ступень (Блоки Б,В,Г,Д) представлена четырьмя конусообразными боковыми блоками длиной 19,6 м и максимальным диаметром 2,68 м с установленными в них четырёхкамерными маршевыми двигателями РД-107А, которые имеют также по две управляющие камеры, способные отклоняться до 45º. См. рис. 1.
Вторая ступень (Блок A) имеет форму двух цилиндров, соединённых усечённым конусом, длиной 27,1 м и максимальным диаметром 2,95 м с четырёхкамерным маршевым двигателем РД-108А. Этот двигатель оснащён четырьмя управляющими камерами с углом поворота до 45º. В процессе выведения до отделения блоков первой ступени работают двигатели всех пяти блоков. Такая схема сборки первой и второй ступеней называется «пакет».
Третья ступень (Блок И) - цилиндрический блок длиной 6,7 м и диаметром 2,66 м, оснащённый двигателем РД-0110, который включается в работу (в режим номинальной тяги) после отделения второй ступени. РД-0110 имеет четыре неподвижных основных камеры, а также четыре рулевых сопла. Такая последовательная схема сборки второй и третьей ступеней называется «тандем».
Исходя из задач запуска, на третью ступень может быть установлен разгонный блок «Фрегат» или «Волга».
В зависимости от вида выводимой полезной нагрузки, могут использоваться головные обтекатели разных размеров: диаметром 3,0-4,1 м, длиной 7,7-11,4 м. Для пилотируемых запусков используется специальный обтекатель с системой аварийного спасения.
Первый успешный запуск РН «Союз-2.1а» состоялся в 2004 году.
И именно c этой ракеты был совершён запуск первых российских студенческих аппаратов CubeSat.
РН «Союз-2.1б»
По сравнению с «Союз-2.1а» на этой ракете установлен более совершенный двигатель РД-0124 на третьей ступени. Здесь используется другой тип керосина (РГ-1 вместо Т-1), в связи с чем изменился требуемый объём бака горючего, что привело к доработке конструкции блока И.
Другие усовершенствования касаются повышенной точности выведения, устойчивости, управляемости, увеличенной массы полезной нагрузки.
РН «Союз-2.1б» способна полностью заменить РН «Союз-2.1а», но новый двигатель стоит дороже, хотя он и проще по конструкции. Более того, у РН «Союз-2.1б» ещё нет большой статистики успешных запусков. Поэтому модификация 1б пока что она не может применяться для пилотируемых миссий.
Модификация 1б также может использовать разгонные блоки «Фрегат» и «Волга».
Первый запуск РН «Союз-2.1б» состоялся в 2006 году.
РН «Союз-2.1в»
Данная РН появилась в ходе существенной модернизации РН «Союз-2.1б» и является двухступенчатой - здесь нет четырёх боковых блоков. А значит РН «Союз-2.1в» удобен в транспортировке воздушным транспортом для сокращения срока доставки РН в разные отдаленные точки стартового пуска.
В центральном блоке (первая ступень -Блок А) установлен маршевый двигатель НК-33А, обладающий значительно большей тягой, чем РД-108А. Поскольку выпуск двигателей НК-33А прекращён, они будут заменены на РД-193. РД -193 был спроектирован для легких РН и создан на базе модернизации двигателя РД-191 для семейств РН Ангара. В частности у РД-193 удален узел качания камеры. Что снизило вес двигателя на 300 кг. Выравнивание РН после старта осуществляется дросселированием центрального двигателя РД-193 и 4 рулевыми двигателями РД-0110Р установленными по радиусу внизу моторной секции Союз-2.1в (см фото 3)
Вторая ступень (Блок И) — это заимствованная с РН «Союз-2.1б» третья ступень (Блок И) с некоторыми доработками.
РН «Союз-2.1в» может быть оснащена блоком выведения «Волга». Эта модификация запускается с тех же стартовых комплексов, что и другие представители «семейства». Для стартовых площадок требуются минимальные доработки. Первый запуск РН «Союз-2.1в» состоялся в 2013 году.
Главные причины разработки РН «Союз-2.1в»:
1)Увеличивающийся спрос на запуск малых космических аппаратов, включая наноспутники формата CubeSat.
2)Ускорение транспортировки РН легкого класса в точку старта. Например воздушным транспортом.
РН «Союз-СТ»
Эта РН представлена двумя вариантами - «Союз-СТ-А» и «Союз-СТ-Б». Первая является модификацией РН «Союз-2.1а», а вторая - РН «Союз-2.1б» для обеспечения коммерческих запусков с космодрома «Куру».
Отличия обоих вариантов касаются модернизации системы управления для возможности приёма команд на прекращение полёта, а также блоков телеметрических систем под европейские наземные пункты. Другим направлением доработки была адаптация под климатические условия с повышенной влажностью.
Первый запуск «Союз-СТ» состоялся в 2011 году.
В таблице ниже приведены основные характеристики РН серии «Союз-2».
Планирование в ракетостроении для новых версий союз 2.1в:
1) Введение воздушного транспорта для транспортировки будущих многоразовых ракетоносителей легкого класса позволяет не привязываться к стационарным стартовым площадкам. Это ведет в разработке, созданию и воздушной транспортировке мобильных пусковых платформ для их старта практически с любой точки земного шара.
2) Модернизации двигателей РД-191М и РД-124А РН Ангара автоматически ведут к модернизациям двигателей РД-193 и РД-124 РН для легкой версии РН Союз 2.1в.
3) Модернизация испытательной базы ИС-102 под многоразовые РН Амур-СПГ (диаметр 4 м.) автоматически ведут к модернизации испытательной базы ИС-102 для испытаний более мелких многоразовых ракет на базе РН Союз 2.1в.
Источники:
1) Перспективная авиация для транспортировки космических аппаратов
2) Испытательная станция ИС-102