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机构|神舟载人飞船：进入批量化生产时代

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6月17日 ， 载有3名航天员的神舟十二号载人飞船 ， 由长征二号F运载火箭成功发射至预定轨道 ， 发射任务取得圆满成功 。 中国航天科技集团八院承担了飞船的电源分系统、对接机构分系统、推进舱结构与总装、测控通信子系统、总体电路分系统推进舱电缆网及三舱配电器等研制任务 。
从神舟一号到神舟十二号 ， 每一艘神舟飞船都承载着亿万中华儿女的航天梦 。 当前 ， 随着我国空间站建设紧锣密鼓有序展开 ， 我国的神舟载人飞船也进入了批量化生产时代 。
打造“标准化飞船”
根据计划 ， 我国将在2022年完成空间站在轨建造 。 建造期间 ， 将陆续发射4艘载人飞船往返天地 ， 执行空间站关键技术验证与建造任务；后续空间站建成后 ， 每年将会有多艘飞船往返运送航天员进入空间站 ， 进行长期有人照料运营 。 飞船任务环环相扣 ， 对飞船产品的高质量生产、高效率交付提出了极高要求 。
采访人员从中国航天科技集团八院飞船项目办获悉 ， 为顺利完成我国空间站的建造任务 ， 八院积极探索飞船组批投产的高效率研制模式 ， 通过产品定型、一次投产分批交付、严格质量控制等方式 ， 力争实现空间站建造和运营阶段飞船产品组批研制“好、快、省”的目标 ， 打造“标准化飞船” 。
八院抓总研制的飞船型号产品涉及到72台（套） 。 确保各阶段的产品质量 ， 是进行大批量投产工作的关键 。 为此 ， 八院飞船项目办在2016年开始制定“产保”（产品保证）大纲和“产保”流程 ， 提前识别出飞船各研制阶段的上百个风险点并严格把控 。 在生产过程中 ， 安排专人对强制检验点、关键检验点进行检查管控工作 ， 确保“零缺陷、零故障、零疑点” 。 产品验收时 ， 除了对产品实物进行细致检查外 ， 还对生产过程中产生的所有文件资料进行一一核查 。
为实现“个人定制”单件产品交付向“组批生产”的小批量产品生产交付转型 ， 八院149厂启用了一批青年骨干 ， 组建起一支具有独立作战和协同共进能力的飞船总装团队 ， 并采用“导师制”培养模式 。 根据飞船型号特点 ， 在推进舱、太阳电池翼、对接机构等产品总装工作中 ， 团队加强人员的侧重性发展 ， 由高技能师傅担任导师 ， 各岗位能手担任专业老师 ， 实现“特级技师+技能人员”合力教学的传承模式 。 同时 ， 将原先的“串联”的管理模式改为“并联”的协同模式 ， 编织起“纵横交错”的全周期管理网 ， 确保实现“一年生产多艘船”的产能 。
对接机构实现产品化
神舟飞船自执行任务以来 ， 已顺利开展7次交会对接动作 ， 其中包括5次载人对接 。 八院研制的对接机构凭借其可靠稳定的优越性能 ， 已提前一步迈入了产品化进程 。 今后 ， 计划每年投产5至6套对接机构 ， 在满足飞行任务需求的同时 ， 还能保证一定的存量 。
八院研制团队在天舟货运飞船在轨飞行验证成果的基础上 ， 提出了载人飞船与货运飞船对接机构产品通用的方案 ， 将部组件产品化、通用化 。 通过一批投产、多船使用的方式 ， 不仅大大节省了研制成本 ， 还完善了部组件组批投产的机制 ， 有效提高了双线作战的效率 。
据八院805所对接机构分系统主任设计师姚建介绍 ， 目前 ， 对接机构从生产、总装到试验 ， 已从原先的10个月缩短到6个月 。 组批生产还意味着有源源不断的产品进行交付 ， 一旦有临时发射需求 ， 还具备在最短时间内实现总装测试并投入使用的能力 。
根据空间站任务要求 ， 空间站在轨运营阶段 ， 航天员驻留3至6个月将成为常态 。 神舟十二号将实现3个月在轨停靠 ， 是目前为止驻留时间最长的神舟飞船 。 为此 ， 神舟十二号载人飞船新增了自主快速交会对接、径向交会对接和180天在轨停靠能力 。
针对8吨重的神舟十二号载人飞船与30多吨的天和核心舱组合体相遇 ， 如何确保平稳对接 ， 八院对接机构研制团队首次在载人飞船对接机构上安装了可控阻尼器 ， 用于吸收两个航天器在对接过程中产生的巨大能量 。 对接机构可以缓冲上万牛的撞击力 ， 不仅可有效减轻对接过程航天员的不适感 ， 还可以对对接机构实现有效保护 。
神舟十二号与天和核心舱前向对接口实现刚性连接后 ， 两个航天器之间会形成一个密闭通道 。 同时 ， 要确保在任何情况下“断得干脆” 。
在太空中 ， 由于没有空气的阻挡 ， 当两块金属放置的距离过于接近时 ， 两块金属就会自动焊接到一起 ， 这种现象就被称为“冷焊” 。 为了避免“太空自动焊接”的情况 ， 八院对接机构研制团队在对接机构上喷涂了一层特殊设计的“保护膜” ， 从而起到阻隔和润滑的作用 。 为此 ， 团队做了长达6个月的地面试验 ， 确保对接机构在长期对接锁紧的情况下 ， 可以实现安全可靠分离 。
成立一支专业“产保”队伍
神舟飞船在轨时间从30天延长到3个月 ， 以后还会更长 。 如何确保神舟飞船高可靠的能源供给也极为重要 。
据八院电源分系统主任设计师钟丹华介绍 ， 从神舟十二号飞船开始 ， 电源分系统完全建立并引入了“产保”概念 。 研制团队编制了分系统产保大纲 ， 并成立了一支专门的产保队伍 ， 参与产品从设计到交付整个流程的质量保证 。
从神舟十二号飞船开始 ， 电源分系统自产品设计阶段 ， 还增加了一些特色工作 。 如开展包括可靠性安全性、风险控制等在内的6个专项的再设计再复核再确认；梳理所有的关键环节 ， 形成9个关键环节的控制清单；引入“产保要素”新概念 ， 对设计、工艺等方面的产保要素进行过程控制 。
根据载人航天工程实施规划 ， 八院测控通信产品研制任务也呈爆发式增长 ， 研制周期从原来的2年压缩至6个月 ， 对产品化设计能力及科研生产管理模式提出了巨大挑战 。
八院测控通信产品项目团队在技术负责人吴庆学和项目经理林川的带领下 ， 根据任务特点 ， 采用通用硬件模块化的设计思路 ， 按最大包络开展设计和技术保障 ， 同设计、同备料 ， 同投产、同调试、同试验 ， 合理制定计划 ， 责任到人 。
项目办根据任务特点和需求 ， 将原来“一人负责一个型号一个产品”的局面 ， 转变为由“团队一起负责多个型号多台产品”的并列式 。 项目团队积极参与总体的方案论证 ， 仔细梳理型号产品的需求 ， 按最大包络需求开展设计 ， 为后续组批投产提供了技术保障 。
【机构|神舟载人飞船：进入批量化生产时代】文/张建松 丁汀

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