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联盟FG运载火箭是俄罗斯的一种中型运载火箭,专门用于发射载人和无人航天器至低地球轨道。
联盟FG运载火箭基于经典的R-7系列火箭设计,主要用于发射联盟号载人飞船和进步号补给飞船。
联盟FG(SOYUZ-FG)是俄罗斯进步火箭航天中心(TsSKB-Progress)研发的中型运载火箭,属于苏联R7火箭家族的衍生型号,同时也是经典联盟系列的最终改进型,承担了21世纪初近20年俄罗斯载人航天发射的核心任务。其核心运载参数如下:
| 参数类别 | 具体指标 |
|---|---|
| 火箭全长 | 46.5米(根据载荷适配略有调整,范围42.5-49.5米) |
| 起飞重量 | 305吨 |
| 芯级直径 | 2.99米 |
| 近地轨道运载能力 | 6800千克(200公里近地轨道,若采用优化轨道构型可达6.9吨) |
| 太阳同步轨道运力 | 4.5吨(700公里高度轨道) |
| 同步转移轨道运力 | 4.3吨(搭配Fregat上面级) |
| 地月转移轨道运力 | 2.3吨(搭配Fregat上面级) |
| 首次发射时间 | 2001年5月20日 |
| 服役状态 | 已退役 |
该火箭的应用场景高度聚焦近地轨道任务,其中最核心的用途是执行国际空间站的人员运输任务:在2011年美国航天飞机退役后,联盟FG一度是全球唯一能够向国际空间站运送宇航员的运载工具,承担了2002年至2019年间几乎所有俄罗斯载人飞船的发射任务,累计将超过140名来自全球各国的宇航员送入太空。此外联盟FG也承担部分商业发射任务,2007年5月曾成功将4颗美国全球星通信卫星送入预定轨道,为偏远地区提供卫星通信、漫游服务、定位数据传输等支持;也可发射进步系列货运飞船,为空间站运送燃料、补给物资、科学实验载荷,其货运运力可完全匹配进步飞船的载荷需求。由于其极高的发射可靠性,该火箭也承担了部分科学卫星、遥感卫星的发射任务,尤其适合对发射成功率要求极高的高价值载荷。
联盟FG本质上是传统联盟U型号向联盟2系列过渡的改进型号,核心改进集中在动力系统,其余部件与联盟U高度通用,既继承了R7家族成熟可靠的设计架构,又通过动力升级提升了运载能力,其核心技术特点如下:
| 技术模块 | 具体参数和特性 |
|---|---|
| 动力系统 | 助推器采用RD-107A发动机,芯一级采用RD-108A发动机,相比前代型号喷口数量提升,推进剂混合比控制精度更高 |
| 比冲提升 | 助推器与芯一级比冲提升约5秒,燃烧效率提高1.3%,近地轨道运力较联盟U提升260-300千克 |
| 级数 | 两级半构型,4个捆绑式液体助推器+芯一级+芯二级,可搭配Fregat上面级执行高轨道任务 |
| 推进剂 | 液氧+煤油组合,无毒无污染,加注和存储技术成熟,发射准备周期短 |
| 飞行时序 | 起飞后118秒助推器分离,287秒芯一级分离,520-540秒二级将载荷送入轨道,整流罩于127-207秒分离 |
| 发射场适配 | 仅支持拜科努尔航天发射场LC-1/5和LC-31/6发射工位发射,适配成熟的载人航天发射保障体系 |
| 控制系统 | 采用乌克兰生产的数字化飞行控制系统,姿态控制精度高,满足载人任务的安全性要求 |
| 可靠性 | 服役期间累计发射70次仅失败1次,成功率达98.5%,为R7家族中成功率第二高的型号,仅次于联盟U2的100% |
该型号的名称中的“FG”是俄语“Форсуночная Головка”的缩写,意为“喷口头”,直接点明了其最核心的改进方向:新发动机的多喷口设计不仅提升了燃烧效率,还大幅降低了燃烧室内高频振动的发生概率,这也是其可靠性提升的核心原因。作为载人运载火箭,联盟FG满足俄罗斯载人航天的最高安全标准,设计了完整的逃逸救生系统,可在发射前15秒到入轨前的全流程中为宇航员提供逃生保障,唯一的一次发射失败发生在2018年10月11日发射联盟MS-10飞船时,助推器分离过程中出现碰撞导致火箭失控,逃逸系统成功将飞船带离危险区域,两名宇航员安全返回地面,充分验证了其安全性设计的有效性。
联盟FG于2001年5月20日完成首次发射,2019年9月25日执行最后一次任务后正式退役,整个服役周期共完成70次发射,其中59次被纳入官方公开的成功任务统计,累计携带60颗卫星及飞船载荷,仅出现1次发射失败,是21世纪初全球最可靠的运载火箭之一。其典型重要任务如下:
| 发射时间 | 载荷名称 | 任务性质 | 任务意义 |
|---|---|---|---|
| 2001年5月20日 | 进步M1-6货运飞船 | 首次发射试验任务 | 验证联盟FG全系统可靠性,为后续载人发射奠定基础 |
| 2002年10月30日 | 联盟TMA-1飞船 | 首次载人发射任务 | 正式开启联盟FG的载人航天服役生涯,将3名宇航员送入国际空间站 |
| 2007年5月30日 | 4颗全球星通信卫星 | 商业发射任务 | 成功将4颗美国通信卫星送入轨道,验证了该火箭的商业多星发射能力 |
| 2014年3月26日 | 联盟TMA-12M飞船 | 载人航天任务 | 全球第300次载人航天发射,是人类载人航天历史的重要节点 |
| 2016年3月19日 | 联盟TMA-20M飞船 | 载人航天任务 | 联盟TMA系列载人飞船的最后一次发射,标志着联盟飞船迭代更新 |
| 2016年7月7日 | 联盟MS-01飞船 | 载人航天任务 | 新型联盟MS系列飞船的首次发射,提升了空间站人员运输的信息化和安全性水平 |
| 2018年10月11日 | 联盟MS-10飞船 | 载人航天发射失败任务 | 服役期间唯一一次发射失败,逃逸系统成功工作,宇航员无伤亡,验证了系统安全性 |
| 2019年9月25日 | 联盟MS-15飞船 | 最后一次发射任务 | 联盟FG正式退役,此后俄罗斯载人发射任务由联盟2系列火箭承接 |
2018至2019年是联盟FG服役的最后阶段,公开记录的5次任务均为国际空间站人员运输任务,分别为2018年11月16日发射联盟MS-11飞船、2018年12月3日发射联盟MS-12飞船、2019年3月14日发射联盟MS-12飞船、2019年7月20日发射联盟MS-13飞船、2019年9月25日发射联盟MS-15飞船,全部取得成功,为该型号的服役生涯画上了圆满的句号。退役后的联盟FG被更先进的联盟2系列火箭替代,后者采用了俄罗斯国产的控制系统,动力系统进一步升级,运力和适应性更强,延续了R7家族的发射传奇。