Спускаемый аппарат корабля «Союз» обладает рядом преимуществ по сравнению с кабинами кораблей «Восток» и «Восход». Фарообразная форма спускаемого аппарата обеспечивает аэродинамическую подъемную силу необходимой величины при полете в атмосфере Земли на участке спуска. Путем изменения ее величины может осуществляться управление полетом спускаемого аппарат при движении в атмосфере.
Траектория спуска с использованием аэродинамического качества позволяет снизить перегрузки, действующие на экипаж на участке спуска, до 3 – 4 единиц (по сравнению с 8 - 10 единицами при баллистическом спуске на кораблях «Восток» или «Восход»). Управление при спуске производится не только по величине подъемной силы, но и по направлению общей аэродинамической силы, действующей на аппарат. Благодаря этому имеется возможность маневрирования в атмосфере, как по высоте, так и по направлению полета, что существенно повышает точность приземления аппарата. В случае необходимости возможен спуск космического корабля и по баллистической траектории.
При спуске с орбиты после торможения аппарата в атмосфере на высоте около 9 километров раскрывается тормозной парашют, а затем основной купол парашютной системы, на котором и осуществляется приземление. Непосредственно перед приземлением на высоте около 1 метра срабатывают тормозные пороховые двигатели мягкой посадки, благодаря чему скорость приземления не превышает двух-трех метров в секунду.
Для обеспечения поиска после приземления спускаемый аппарат оборудован радиосистемами, позволяющими осуществлять его пеленгацию на участке парашютирования и после приземления или приводнения. Радиосредства работают в различных диапазонах волн, что обеспечивает дальний и ближний поиск наземными станциями, авиацией и флотом.
Приборно-агрегатный отсек предназначен для размещения в нем основной бортовой аппаратуры и двигательных установок корабля, работающих в орбитальном полете. Аппаратура и оборудование размещаются в герметичном приборном отсеке, внутри которого поддерживаются условия, необходимые для нормального функционирования аппаратуры. В нем сосредоточены агрегаты системы терморегулирования, системы единого электропитания, аппаратура дальней радиосвязи и радиотелеметрии, приборы системы ориентации и управления движением со счетно-решающими устройствами. В негерметичной части приборно-агрегатного отсека установлена жидкостная реактивная двигательная установка, которая используется для выполнения маневров на орбите, а также для спуска корабля на Землю. Эта установка имеет два двигателя (основной и дублирующий) с тягой по 400 килограммов каждый. Следует отметить, что возможности двигательной установки корабля «Союз» позволяют совершать маневры до высоты 1300 километров.
Для осуществления ориентации и перемещений корабля при маневрировании имеется система двигателей малой тяги.
Снаружи агрегатного отсека размещены датчики системы ориентации. На приборно-агрегатном отсеке установлены солнечные батареи с полезной площадью 14 квадратных метров и основные антенно-фидерные устройства бортовых радиосистем корабля, которые обеспечивают его надежную радиосвязь с наземными службами.
По сравнению с «Востоками» и «Восходами» существенно изменился и перечень бортовых систем космического корабля «Союз». Одной из основных систем корабля является система ориентации и управления движением. Она обеспечивает ориентацию корабля в пространстве, стабилизацию при работе двигателей и управление при коррекции орбиты, сближении с другим космическим аппаратом и маневрировании вблизи него. Система может работать как в автоматическом режиме, так и в режиме ручного управления. Она включает: ряд датчиков ориентации и оптический визир-ориентатор, гироскопические приборы и электронные счетно-решающие блоки управления, радиотехнические средства поиска и наведения при сближении и систему исполнительных органов – двигателей малой тяги.
Для обеспечения постоянного освещения солнечных батарей предусмотрен режим их ориентации на Солнце за счет придания кораблю вращения относительно оси, направленной на Солнце, со скоростью несколько градусов в секунду. Энергоснабжение бортовой аппаратуры осуществляется централизованной системой электропитания.
Корабль «Союз» оснащен комплексом радиотехнических средств, обеспечивающих: определение параметров орбиты, прием команд с Земли, двустороннюю радиотелефонную и телеграфную связь космонавтов с Землей в различных диапазонах волн, передачу на Землю телевизионного изображения из отсеков корабля и внешней обстановки, наблюдаемой космонавтами.
Бортовая телевизионная система имеет 4 камеры (две в отсеках корабля и две снаружи) и обеспечивает качественную передачу телевизионного изображения нормального стандарта (625 строк при 25 кадрах в секунду) с возможностью непосредственной передачи в наземную телевизионную сеть.
Космический корабль «Союз» оснащен стыковочным агрегатом и бортовыми системами для автоматической и ручной стыковки.
Управление бортовыми системами корабля может проводиться космонавтами с пульта, а также автоматически - по командам, передаваемым с Земли.
Многоканальные телеметрические системы корабля обеспечивают передачу большого объема информации. При полете корабля вне видимости наземных приемных пунктов измерительная информация сохраняется в бортовых запоминающих устройствах и передается на Землю в очередном сеансе радиосвязи.
Создание нормальных физиолого-гигиенических условий для экипажа корабля обеспечивается комплексом систем жизнеобеспечения. Система регенерации атмосферы содержит запасы щелочных металлов, поглощающих углекислый газ, с одновременным выделением кислорода. Она работает автоматически и поддерживает в обитаемых отсеках газовый состав, подобный обычным земным условиям. Эта же система обеспечивает поглощение вредных примесей, выделяемых в атмосферу человеком.
Температурный режим в отсеках корабля поддерживается системой терморегулирования. Она обеспечивает не только температуру, но и необходимую влажность в отсеках, в которых находятся космонавты. Для этого теплообменные агрегаты наряду с регулированием температуры одновременно конденсируют избыток влаги, содержащийся в атмосфере обитаемых отсеков, и собирают ее в специальные влагосборники. По своему желанию космонавты могут регулировать уровень температуры и влажности в отсеках.
Конструкция кораблей «Союз» обеспечивает безопасность экипажа от космической радиации.
В 1966 году разработка космического корабля «Союз» вступила в завершающую стадию. Предполагалось, что уже во второй половине года состоятся два или даже три полета нового корабля.
Первый запуск космического корабля «Союз» в беспилотном варианте был осуществлен 28 ноября 1966 года. Советский Союз из соображений секретности скрывал сам факт подготовки к полетам нового пилотируемого корабля. Поэтому в средствах массовой информации беспилотный «Союз» был представлен как искусственный спутник Земли «Космос – 133». К сожалению, космический корабль не удалось вернуть на Землю из-за неправильно задействованных исполнительных органов управления движением и стабилизации. 30 ноября 1966 года корабль был ликвидирован системой аварийного подрыва.
Второй испытательный беспилотный запуск был запланирован на 14 декабря 1966 года. Но в момент запуска двигателей ракеты-носителя произошло их аварийное отключение. С ракеты-носителя сняли электропитание. Однако через 27 минут неожиданно сработала система аварийного спасения космического корабля. В результате ракета взорвалась прямо на стартовой позиции. Была разрушена стартовая площадка № 31. При взрыве были человеческие жертвы.
Третий испытательный беспилотный запуск космического корабля «Союз» под наименованием «Космос – 140» состоялся 7 февраля 1967 года. В целом орбитальный полет корабля прошел нормально. После двухсуточного полета на «Союзе» была включена двигательная установка, и он пошел на посадку. Но в результате ненормальной работы системы ориентации спускаемый аппарат вместо управляемого полета в атмосфере Земли совершил баллистический спуск. Во время торможения в воздушной среде от тепловых нагрузок у него прогорело днище. В довершение ко всему спускаемый аппарат сел не на грунт, а на лед замерзшего Аральского моря. После посадки корабль достаточно длительное время не могли обнаружить из-за его приземления (точнее – приводнения) в нерасчетном районе. За это время лед под разогретым во время спуска в земной атмосфере космическим кораблем растаял, и спускаемый аппарат затонул.