中秋节专题：“联盟”运载火箭在这里诞生 俄罗斯“进步”航天厂

  今天是八月十五中秋节，举头望明月，航天一直是人类的梦想。那么，今天就发一篇航天题材的文章吧。

  58年前，第一艘“联盟”运载火箭首次发射。截止到目前，近2000枚“联盟”系列运载火箭将卫星、载人飞船和科学实验室送入轨道。

  每一枚“联盟”系列运载火箭都是由位于萨马拉的“进步”航天厂制造，该厂先后研发并制造了11种R-7运载火箭。“联盟”系列运载火箭从拜科努尔、普列谢茨克和东方航天发射场发射升空。现在，该厂生产过的发射次数最多的运载火箭就是“联盟2号”，它通过铁路运送到航天发射场。现在，该厂拥有约15000名员工，除了按订单生产运载火箭之外，该厂还生产卫星。新型运载火箭“联盟5号”正在研发当中，它能够将17吨的有效载荷送入轨道，运载能力是“联盟2号”的两倍。

  本文为俄罗斯博主“Gelio”撰写的介绍文章，本人翻译并编辑给大家分享。

  “联盟”运载火箭是在R-7火箭的基础上发展而来的，其次还有“东方”号火箭的技术。加加林乘坐的运载火箭的前两级就是该工厂制造的，随后，萨马拉制造的运载火箭将一艘飞船送入轨道，阿列克谢·列昂诺夫由此变成全球上第一位进入外太空的宇航员。1966年11月25日，首次搭载无人航天器的“联盟”运载火箭在拜科努尔航天发射场升空。

  “联盟”系列被认为是苏联/俄罗斯最著名的运载火箭。它们很容易从外观分辨：第一级带有四个圆锥形助推器、头部整流罩带有四个格栅舵，如果是载人飞船顶部还会有逃逸塔。

  “联盟”运载火箭将载有宇航员、通信和导航设备和科学实验室的飞船送入轨道。现在，最受喜爱的俄罗斯运载火箭是“联盟2号”及其改进型。“联盟2号”是一种高度为51米——相当于17层高楼——重达313吨的三级运载火箭，能够将重达7吨的载荷送入近地轨道。

  每年，“进步”航天厂都会向拜科努尔、普列谢茨克和东方这三个俄罗斯航天发射场运送20次“联盟2号”运载火箭。

  位于萨马拉的“进步”航天厂历史可以追溯到1894年1月1日。其雏形就是位于莫斯科的“运动衫”工厂，当时的业务是制造自行车。随后，该厂开始生产飞艇、飞机，并于1919年2月改组成国家航空第一厂。

  1941年10月，飞机制造厂从莫斯科疏散到古比雪夫，就是现在的萨马拉，并一直留在这里。卫国战争期间，该厂生产伊尔-2和伊尔-10攻击机、米格-3战斗机，并在二战结束后开始生产米格-9、米格-15喷气式战斗机。该厂共生产了90多种型号，超过42000架飞机。

  1958年，苏联政府指定国家航空第一厂作为R-7洲际弹道导弹的主要生产厂。R-7的研制工作由谢尔盖·科罗廖夫领导。国家航空第一厂根据需要再次做调整，现在生产火箭和航天设备——洲际弹道导弹和第一批运载火箭“东方”和“联盟”。所有这些用于太空探索的运载火箭都是在R-7和R-9的基础上发展而来的。

  1961年，国家航空第一厂更名为古比雪夫“进步”航天厂，将尤里·加加林送入轨道的“东方”运载火箭就是在该厂组装的。到现在为止，苏联所有的载人发射任务使用的运载火箭都是萨马拉生产的。

  “进步”航天中心是一个大型生产基地，从头开始制造运载火箭。该厂成立于1996年，由中央专业设计局（TSSKB）和萨马拉“进步”航空厂合并而成。这里平均只需要20天就可以组装并测试运载火箭。

  “联盟”运载火箭的燃料箱是在“进步”航天中心的焊接车间内，用实心矩形金属板焊接制造的。一枚运载火箭的所有12个燃料箱都是在这里生产的。

  首先，将由特殊合金制造的板坯制作成圆柱形储罐。然后，使用特殊溶液和氦气混合物检查储罐的强度和密封性。

  从内部看运载火箭的燃料箱。火箭燃料箱不仅需要填充以煤油为代表的燃料，还需要填充氧化剂——液氧。如果运载火箭没有携带氧化剂，那么燃料将不会在真空中燃烧，就不会产生喷射推力。

  “联盟2号”运载火箭的整流罩内部，这些部件都是在铆接装配车间生产的。整流罩是由数十层碳纤维和铝制蜂窝内芯组成的。这是一种轻质耐用的材料，用于保护火箭顶部的有效载荷。

  头部整流罩是整个运载火箭的尖端，保护内部的航天器、卫星或载有航天员的飞船进入轨道。如果“联盟”运载火箭运送的是前往国际空间站的宇航员，那么整流罩前方还会有逃逸塔。当运载火箭发生故障时，可以紧急救援载人飞船。

  从运载火箭发射到进入太空，头部整流罩的任务是保护航天器免受一切外部因素的影响。头部整流罩的最高温度达到175℃，尖端最高温度可达500～600℃。头部整流罩可以为航天器提供发射过程中的保护措施。

  在大多数焊接作业中，企业都使用氩弧焊技术。在“联盟5号”运载火箭的制作的完整过程中，均采用俄罗斯火箭制造的新方法——搅拌摩擦焊。该技术将可以焊接厚度达30mm的铝合金板。

  燃料箱内部的准备工作。车间工人从检查孔进入燃料箱，从内部检查焊缝的可靠性和罐体的密封性。

  最短的焊缝位于第一级底部，焊接时间为20分钟。接近燃料罐末端时，焊接时间需要4个小时。

  在这个车间里，所有火箭部件被组装成运载火箭。所有部件从工厂的其他车间、供应商运送到这里。“联盟”运载火箭根据谢尔盖·科罗廖夫提出的并联方案组装的，第三级的四个火箭发动机连接到中央的第二级。由于形状相似，它们被戏称为“胡萝卜”。

  运载火箭由三级组成。它们依次工作，当火箭达到所需高度时，即与上层脱离，然后上一级点火将火箭送入轨道。

  第一级由四个锥形助推器组成，在它们的帮助下，火箭能够迅速爬升到数万米的高度。发射后118秒，这些助推器将会脱离。随后第二级，即火箭的中心部分开始发挥作用，它有助于克服地球的重力，上班时间为278秒。第三级在零重力下点火，运行时间约为240秒。位于运载火箭前端的航天器随后加速自主飞行穿过外层空间。

  总装车间内，天车（桥式起重机）吊运火箭组件到车间的另一端。火箭组件通过天车和特殊车辆运输。对于外形特别大的部件，通过车间内的轨道运输。

  每一级火箭都有独立的发动机、控制管理系统、储存煤油的燃料罐和储存液氧的氧化剂罐。

  总装车间内共有约400名员工：工程师、装配工、绝缘工和电工。所有工作均需要用手工操作的起重机。尽管“联盟”是批量生产的运载火箭，但运载火箭的所谓批量生产的规模自然无法与汽车的批量生产相比，所以，运载火箭的生产规模实质上还是一件一件生产的。

  “联盟2号”运载火箭的1a级和1b级的第一级、第二级发动机由同样位于萨马拉的UEC-库兹涅佐夫发动机制造厂生产。

  这枚运载火箭正在控制站进行最后的测试。此时，运载火箭的每个部分仍然处于分离状态，放置在控制站内的多个架子上。控制站的工程师在这里检查运载火箭电子设备的功能、密封性和耐高温性。

  2023年，“进步”航天厂的专家开始研制阿穆尔-液化天然气太空火箭综合体项目，该项目由液化天然气充当燃料的中型阿穆尔运载火箭和第一级返回装置组成。

  运载火箭生产的每个阶段都要经过严格的质检，从检查焊缝到控制和测试站进行模拟飞行检查。所有系统的最终测试持续520秒——与真实飞行的时间相同。只有通过所有检查后，运载火箭才会被送往发射场。

  运载火箭的最后生产工序就是赋予优美的外观。为此，一些运载火箭部件被运到喷气室中进行喷漆，并制作必要的标记。运载火箭的橙色涂装有助于搜索残骸。

  “进步”航天厂生产的运载火箭被运往俄罗斯三个航天发射场：哈萨克斯坦的拜科努尔发射场、阿尔汉格尔斯克地区的普列谢茨克发射场和阿穆尔地区的东方发射场。

  运载火箭以分解形式运往航天发射场，最后在升空前在航天发射场进行组装。运载火箭的每一级都装在一个加压箱内，运送到专用列车并通过火车运输到发射场。

  “进步”航天厂的一名员工也成为了一名宇航员。奥列格·科诺年科从设计局毕业后，在该设计局工作了10年，他从一名工程师晋升为一名出色的设计工程师，负责设计卫星的电气系统，之后他入选宇航员。