“上海力量”闪耀神舟飞船：告别订制，飞船进入批量化生产世界代

2021年，名副其实的载人航天“超级年”。

 

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；6月17日，神舟十二号载人飞船成功发射。不到两个月，我国载人航天领域已经圆满实施了三次重大发射任务，是前五年发射任务量的总和。

 

“当前，飞船研制、发射、飞控任务接续实施，交叉并行，实施密度之高前所未有。”中国航天科技集团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，这对八院飞船型号的研制任务提出了前所未有的要求和挑战。

 

这次神舟十二号载人飞船研制中，上海航天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。可以说，这艘空间站建设阶段的“关键之船”，烙下了深深的上海印记。

 

数年一艘到一年多艘的跨越

 

从神舟一号到神舟十一号，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等核心技术，一艘具有中国特色的飞船已成为中国载人航天的闪亮名片。

 

根据规划，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。

 

顾侧峰说，“飞船任务环环相扣，任何一艘船不容出现重大质量问题，对飞船产品的高质量生产、高效率交付提出了极高要求。”

 

“载人航天，人命关天”，小到一个器件，大到整船试验，上海航天研制团队进行了周密细致的规划，以极其严肃、极端认真、极度负责的态度对待每一个部件、每一个产品、每一个流程的更改。以飞船型号八院产品来说，抓总研制的产品涉及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，飞船项目办早在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；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。

 

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如是说。

 

对接机构成就太空之吻

 

这次神舟十二号飞船将完成与天和核心舱的快速交会对接。

 

神舟载人飞船自执行任务以来，已顺利开展10次对接动作，其中包括5次载人对接。在一次次成就“太空之吻”的背后，上海航天研制的对接机构已经凭借其可靠稳定的优越性能，提前一步迈入了产品化的进程。

 

“我们计划每年投产5到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。”805所对接机构分系统主任设计师姚建说，这基于上海航天研制团队在天舟货运飞船在轨飞行验证成果基础上，提出的载人飞船与货运飞船对接机构产品通用的方案。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。“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，现在仅需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。”

 

此次8吨的神舟载人飞船与30多吨的天和核心舱组合体相遇，如何确保对接平稳至关重要。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。姚建说，对接机构可以缓冲上万牛的撞击力，不仅可以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“密不透风”的通道，方便航天员穿过，因此对接机构要连得可靠、连得紧密；同时，对接机构还要保证在任何情况下，都要“断得干脆”，特别是神舟十二号将首次度过长达3个月的载人停靠期，任何风险都容不得忽视。

 

但在太空中，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”。中国航天科技集团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透露，为了避免“太空自动焊接”的情况，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。

 

确保飞船可靠能源供给

 

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，到如今的1年2艘，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？离不开上海航天打造的电源系统。

 

从神舟十二号飞船开始，上海航天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，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。

 

此次在神舟飞船与空间站天和核心舱成功对接后，神舟飞船会经历最长19天的大面积遮挡周期，面临太阳电池翼被遮挡、自身不能发电的情况。

 

不要紧，中国空间站上有一群“乐于助人”的“中国好邻居们”，这时，空间站的其他成员将“慷慨解囊”，热情“送电”。“整个空间站系统，电源的能量是可以互相传动的，神舟飞船可以接受来自核心舱的并网供电。并网供电的源头很多，可以来自核心舱，可以来自货运飞船”，上海航天电源分系统副主任设计师唐筱介绍，“根据飞船的能量平衡情况按需并网，并合理安排储能蓄电池组在空间站停靠期间的充放电管理措施，可以适应长期的遮挡工况。”