两个月内载人航天三次重大发射，飞船进入批量化生产时代

随着神舟十二号载人飞船发射圆满成功，中国载人航天事业又迈出了关键的一步。

北京时间2021年6月17日9时22分，搭载神舟十二号载人飞船的长征二号F遥十二运载火箭，在酒泉卫星发射中心点火发射。此后，神舟十二号载人飞船与火箭成功分离，进入预定轨道，顺利将聂海胜、刘伯明、汤洪波3名航天员送入太空，飞行乘组状态良好，发射取得圆满成功。这是我国载人航天工程立项实施以来的第19次飞行任务，也是空间站阶段的首次载人飞行任务。飞船入轨后，将按照预定程序，与天和核心舱进行自主快速交会对接。组合体飞行期间，航天员将进驻天和核心舱，完成为期3个月的在轨驻留。

2021年，是载人航天的“超级年”。除了本次发射，4月29日，我国空间站的“第一块积木”天和核心舱顺利就位；5月29日，天舟二号货运飞船发射成功并实现与核心舱的满分对接。在不到两个月的时间内，我国载人航天领域已经圆满实施了三次重大发射任务，达到了前五年的发射任务量总和。

当前，飞船研制、发射、飞控任务接续实施，交叉并行，实施密度高，“这对八院飞船型号的研制工作提出了前所未有的高要求”，中国航天科技集团八院（下称“八院”）载人航天工程载人飞船、货运飞船系统副总指挥顾侧峰告诉记者。

数年一艘到一年多艘

从神舟一号到神舟十一号，飞船型号的研制工作先后突破了从无人到有人，从出舱活动到交会对接，从短期在轨试验到中期驻留停靠的关键技术攻关。从神舟五号首次载人飞行到神舟十一号完成中期在轨驻留，13年间，神舟飞船平均两年就会搭载一批航天员圆梦太空。

据中国载人航天办公室介绍，空间站天和核心舱的成功发射标志着中国空间站在轨组装建造的全面展开，我国将在2022年前后建成属于自己的空间站。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。

本次八院承担神舟十二号飞船的电源分系统、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。

“飞船任务环环相扣，任何一艘船不容出现重大质量问题，这对飞船产品的高质量生产、高效率交付提出了极高的要求。”第一财经记者从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，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。

“载人航天，人命关天”，小到一个器件，大到整船试验，八院研制团队进行了周密细致的规划。以飞船型号八院产品来说，抓总研制的产品涉及到72台/套，如何保证各阶段的产品质量，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，并在生产过程、产品验收时核查管控。以飞船推进舱舱体结构的验收工作来说，“我们会对每个舱体的外观、多余物以及其他影响性能的关键环节进行检查确认，比如逐个确认整个舱体共计近700个螺钉的拧紧力矩和防松，确保每一个产品不带隐患上天。”推进舱结构主任设计师欧红旗介绍说。

高密度的产品交付离不开流程的精简优化。

八院载人航天工程载人飞船、货运飞船系统副总设计师张崇峰介绍，在一次次的“太空之吻”背后，八院研制的对接机构已经提前一步迈入了产品化的进程。

“我们计划每年投产5-6套对接机构，做到在满足飞行任务需求的同时，还能保证一定的存量。”805所对接机构分系统主任设计师姚建说。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。“以往从生产、总装到试验，一套对接机构交付使用需要10个月，现在我们可以实现6个月。同时，组批意味着有源源不断的产品进行交付，一旦有临时发射需求，我们也具备在最短时间内实现总装测试并投入使用的能力。”

此外，根据载人航天工程实施规划，八院测控通信产品研制任务呈爆发式增长，然而研制周期从原来的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挑战。

为加快产品研制进度，降低产品研制成本，确保产品可靠，八院测控通信产品项目团队根据任务特点，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。“接到任务时，我们都感到手足无措，那几天嘴上都起了好几个泡。”八院测控通信产品项目团队项目经理林川说。项目办根据任务特点和需求，优化项目团队人力结构，由原来“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。同时，参与总体的方案论证，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技术保障。

设计师团队在继承神舟十一号产品设计的基础上，把电路设计成“标准的、通用的”模块，根据最大包络设计思路，采用通用电路、印制板及结构，根据任务新要求进行适应性修改。如应答机团队针对100V和28V两种供电接口，选用了电源器件封装兼容，印制板通用，只需根据不同供电电压，选择相应的电源转换器件即可，在提升研制效率的同时，也使通用化产品在组批投产阶段被多次验证考核，确保产品百分百可靠。

怎样确保神舟飞船的能源供给

按照中国载人航天办公室的安排，2021年，中国将相继实施2次神舟飞船发射，从之前的3年1艘船，到如今的1年2艘船，且此次航天员在轨驻留时间长达3个月，如何在稳定地提供能源供给的情况下，保障航天员安全返回？

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的概念。研制团队编制了分系统产保大纲，各单机形成独自的产保实施细则，成立了一支专门的产保队伍，由领域产保副总师领衔，下设不同型号的产保工程师，参与产品从设计到交付整个流程的质量保证。

同样是从神舟十二号飞船开始，电源分系统自产品设计阶段，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，如梳理所有的关键环节，形成9个关键环节的控制清单。同时，引入产保要素这一新概念，对设计、工艺等方面的产保要素进行过程控制，“统筹规划，确保技术状态受控，保证神舟飞船的质量稳定性和可靠性。”

按照任务计划，此次航天员将在“太空之家”驻留三个月。而之前，神舟飞船执行任务最长时间为30天。

“无论是三个月，还是后续更长的六个月，对电源分系统来说，最重要的是做好应急处置即故障预案的准备”，钟丹华说，“针对飞船飞行入轨初期到运行到返回的全流程，我们制定了30余项故障预案，并开展了故障演练。”