В первой половине 1965 года, начиная с мая, выдаются исходные данные на разработку рабочей документации на космический корабль, который получил название от облетного комплекса «Союз», обозначение 7КОКи индекс 11Ф615. Ведущим конструктором по «Союзу» был назначен А. Ф. Тополь, а его заместителем Ю. П. Семенов. Во второй половине 1965 года началось изготовление корпусов кораблей.
В процессе переделки 7К в 7КОК выросла масса корабля с 5800 до 6450 кг. Ракета-носитель 11А57, выводившая «Восход», была уже на пределе своих возможностей. Поэтому для повышения грузоподъемности было изменено наклонение орбиты выведения с 65 до 51,6, применена облегченная система телеметрических измерений. Кроме того, введен индивидуальный подбор двигателей центрального блока РД108 с удельным импульсом не менее 252 секунд у Земли и 315 секунд в пустоте. Этот носитель со стартовым весом 308 тонн получил индекс 11А511, в печати он долгое время назывался по имени выводимого им космического корабля «Союз». На этом носителе двигатели получили новые индексы: РД107 – 11Д511; РД108 – 11Д512; а двигатель третьей ступени (блок И) РД0110, чей удельный импульс увеличился с 326 до 330 секунд, – 11Д55.
Космический корабль «Союз» (7К-ОК), как уже указывалось, значительно отличается от «Востока» и «Восхода» оригинальной компоновкой и состоит из трех отсеков: бытового отсека, спускаемого аппарата и приборноагрегатного отсека. Бытовой отсек объемом 6,5 м3 служит для проведения научных исследований, выхода в космос, местом работы, сна и отдыха космонавтов. Он может быть использован в качестве шлюзовой камеры для выхода человека в космос. На внешней стороне бытового отсека устанавливается стыковочный узел и средства радиотехнической системы сближения «Игла».
Отсек расположен в головной части корабля. С одной стороны его расположен люк перехода в спускаемый аппарат, а с другой установлен стыковочный узел: активный («штырь») или пассивный («конус») в зависимости от назначения. Между прочим, еще в 1965 году С. П. Королев поставил вопрос об организации внутреннего перехода экипажа из корабля в корабль через люки в стыковочных агрегатах. Однако из-за недостатка времени для 7КОК ограничились организацией перехода из корабля в корабль через отрытый космос. А к идее внутреннего перехода вернулись при создании модификации транспортного корабля 7КТ для обслуживания орбитальных станций «Салют».
Спускаемый аппарат массой 2800 кг, диаметром у основания 2,2 метра и объемом 3,8 м3 предназначен для размещения экипажа до 3 человек при выведении на орбиту, стыковке и возвращении на Землю. Он имеет сегментально-коническую форму (угол полураствора конуса 7) в виде автомобильной фары, благодаря которой обеспечивается управляемый спуск в атмосфере с аэродинамическим качеством 0,25, что позволяет снизить перегрузки до 3-4 единиц. Для снижения ударных перегрузок при посадке кресла-ложементы космонавтов снабжены амортизаторами, аналогично кораблю «Восход». Давление и состав атмосферы в жилых отсеках близки к земным, поэтому космонавты совершали полет без скафандров в легких тренировочных костюмах. В верхней части СА расположены отсеки с основным и запасным парашютами. В нижней его части по окружности расположены 6 двигателей системы управления спуском.
В приборноагрегатном отсеке размещаются агрегаты и системы корабля, а также сближающе-корректирующая двигательная установка (СКДУ), разработанная в ОКБ2 под руководством А. М. Исаева. СКДУ представляла собой первую многоразовую двигательную установку с турбонасосной подачей топлива и состояла из двух двигателей, работающих на самовоспламеняющихся компонентах топлива (АТ+НДМГ). Основной двигатель СКД тягой 417 кг и с удельным импульсом 282 секунды предназначался для выполнения всех маневров на орбите: от сближения до торможения. На случай его отказа служил резервный двухкамерный двигатель ДКД тягой 411 кг, который мог включаться только для торможения. Именно такой случай произошел во время полета Н. Н. Рукавишникова и болгарского космонавта Георгия Иванова на корабле «Союз-33».
Кроме СКДУ на корабле были установлены 14 двигателей причаливания и ориентации тягой по 10 кг и 8 двигателей точной ориентации тягой по 1,5 кг, работающие на перекиси водорода.
В хвостовой части приборноагрегатного отсека укреплены две панели солнечных батарей с размахом панелей 8,37 метра и полезной площадью около 14 м2. При входах в тень и отворотах от Солнца для энергоснабжения бортовых систем использовались аккумуляторные батареи.
Читать дальше