Soyouz (fusée) - Définition

Caractéristiques techniques

Les lancements des Soyouz se font depuis les cosmodromes de Baïkonour et de Plesetsk. Pour les vols habités, le lancement se fait toujours depuis Baïkonour qui, situé plus au sud, permet l'emport de charges plus importantes.

Premier étage

Tuyères des moteurs du premier et second étage (en position centrale). Les tuyères des moteurs-verniers sont plus petites

Le premier étage de Soyouz est constitué de quatre propulseurs coniques identiques qui sont attachés autour du second étage. Chaque propulseur comporte un moteur unique RD-107 avec un jeu de turbopompes qui alimente quatre chambres de combustion ainsi que deux moteurs verniers. Les moteurs fonctionnent avec un mélange de kérosène (carburant) / LOX c'est-à-dire de l'oxygène stocké à l'état liquide (comburant).

Caractéristiques (pour chacun des 4 propulseurs)

• Poids total: 44,5 tonnes
• Carburant: 39,2 tonnes
• Masse à vide: 3 784 kg
• Diamètre: 2,68 mètres
• Longueur: 19,6 mètres
• Durée de la combustion : 118 secondes
• Moteurs :
  • Modèles Soyouz et Soyouz-U
    • RD-107
      • Poussée 813 kN au décollage
      • Poussée 991 kN dans le vide
      • Impulsion spécifique 245 kgf·s/kg (2.40 kN·s/kg) au décollage
      • Impulsion spécifique 310 kgf·s/kg (3.04 kN·s/kg) dans le vide
      • Pression dans la chambre de combustion 5,85 MPa
  • Modèle Soyouz-ST
    • RD-117 (11D511)
      • Poussée 838 kN au décollage
      • Poussée 1021 kN dans le vide
      • Impulsion spécifique 245 kgf·s/kg (2.40 kN·s/kg) au décollage
      • Impulsion spécifique 310 kgf·s/kg (3.04 kN·s/kg) dans le vide (est)
      • Pression dans la chambre à combustion 5,85 MPa
  • Modèle Soyouz-FG
    • RD-117A (14D22)
      • Poussée 775 kN au décollage
      • Impulsion spécifique 320.2 kgf·s/kg (3.14 kN·s/kg) dans le vide

Second étage

Assemblage d'une fusée Soyouz-FG pour la mission TMA-5 (2004). Le troisième étage (à gauche) n'est pas encore assemblé, la coiffe, la tour de sauvetage et la capsule sont à droite.

Le deuxième étage de Soyouz est un étage simple presque entièrement cylindrique dont la configuration est proche des propulseurs du premier étage. Le moteur est un RD-108, variante du RD-107 et les réservoirs de carburant sont allongés pour emporter plus de combustible. Comme chacun des propulseurs du premier étage, il dispose de quatre chambres à combustion et 1 jeu de turbopompes mais compte par contre quatre moteurs-verniers au lieu de deux. Le deuxième étage est allumé dès le décollage (une conception qui permettait d'interrompre le lancement en cas de problème d'allumage car au début de l'ère spatiale il s'agissait d'un point faible des propulseurs) et il continue à fonctionner près de trois minutes après la séparation du premier étage. Cet étage est désigné par la lettre A tandis que les quatre propulseurs du premier étage sont désignés par les lettres B, W, G et D (correspondant aux cinq premières lettre de l'alphabet cyrillique : А, Б, В, Г, Д).

• Poids total : 105,4 tonnes
• Carburant : 95,4 tonnes
• Carburant (Soyouz-U2 avec carburant de type Syntin) : 96,4 tonnes
• Poids à vide : 6 875 kg
• Longueur : 28 mètres
• Diamètre: 2,95 mètres
• Durée de fonctionnement : 290 secondes
• Moteur :
  • modèles Soyouz et Soyouz-U
    • RD-108
      • Poussée 779 kN au décollage
      • Poussée 997 kN dans le vide
      • Impulsion spécifique 264 kgf·s/kg (2.59 kN·s/kg) au décollage
      • Impulsion spécifique 311 kgf·s/kg (3.05 kN·s/kg) dans le vide
      • Pression dans la chambre à combustion 5,1 MPa (740 psi)
  • modèle Soyouz-U2 avec carburant Syntin
    • RD-108
      • Poussée 811 kN au décollage
      • Poussée 1009 kN dans le vide
      • Impulsion spécifique 264 kgf·s/kg (2.59 kN·s/kg) au décollage
      • Impulsion spécifique 311 kgf·s/kg (3.05 kN·s/kg) dans le vide
      • Pression dans la chambre à combustion 5,1 MPa (740 psi)
  • modèle Soyouz-ST
    • RD-118 (11D512)
      • Poussée 792 kN au décollage
      • Poussée 990 kN dans le vide
      • Impulsion spécifique 264 kgf·s/kg (2.59 kN·s/kg) au décollage(env.)
      • Impulsion spécifique 311 kgf·s/kg (3.05 kN·s/kg) dans le vide (env.)
      • Pression dans la chambre à combustion 5,85 MPa (848 psi)

Troisième étage

Le troisième étage utilise un moteur RD-0110 qui fonctionne également avec du kérosène et du LOX. Il est allumé deux secondes avant l'extinction du second étage. Il existe aujourd'hui deux variantes du troisième étage : le bloc I (russe И) et sa version améliorée utilisée pour le Soyouz 2-1-b

• Poids total : 25,2 tonnes
• Carburant : 21,4-22,9 tonnes
• Poids à vide : 2 355 kg
• Longueur : 6,7 mètres
• Diamètre : 2,66 mètres
• Durée de fonctionnement : 240 secondes
• Moteur :
  • Block I
    • RD-0110
    • Poussée 298 kN
    • Impulsion spécifique 330 kgf·s/kg (3.24 kN·s/kg)
    • Pression dans la chambre à combustion 6,8 MPa (986 psi)
  • Block I amélioré
    • RD-0124 (11D451)
    • Poussée 320 kN (66 klb_f)
    • Impulsion spécifique 359 kgf·s/kg (3.52 kN·s/kg)
    • Pression dans la chambre à combustion 16,2 MPa (2350 psi)

Tour de sauvetage

La tour de sauvetage est bien visible à l'extrémité de cette fusée Soyouz-U à Baïkonour (2000)

Lorsque la fusée Soyouz doit lancer une capsule avec équipage, une tour de sauvetage (russe САС c'est-à-dire система аварийного спасения) vient coiffer la fusée. Le système de sauvetage comprend plusieurs fusées à carburant solide. En cas de lancement avorté, les fusées de la tour de sauvetage sont allumées et propulsent la capsule contenant les cosmonautes en dehors de la zone dangereuse. Une fois en altitude, la tour de sauvetage est larguée et des parachutes sont déployés pour permettre un atterrissage en douceur de la capsule. Le 27 septembre 1983, une fusée Soyouz-U explosa sur la table de lancement : la tour de sauvetage permit de sauver le vaisseau spatial Soyouz T-10-1 quelques secondes avant l'explosion. Le dispositif de sauvetage comprend également quatre grands panneaux rectangulaires attachés à la coiffe qui, en cas d'activation de la tour de sauvetage, sont déployés pour stabiliser la capsule dans la phase ascensionnelle. De petites fusées à carburant solide séparent ensuite la coiffe de la capsule.