神舟十六號再創歷史,中國航天標準被全球認可,甚至征服美國?

硬核熊貓說 發佈 2023-12-24T20:26:17.228428+00:00

首先它第一次搭載了載荷專家,創造歷史,其次神舟十六號延續了中國空間站之前的壯舉,保持空間站項目100%發射成功率,同樣再次創造歷史。

5月30日,神舟十六號發射成功再次創造諸多歷史。

首先它第一次搭載了載荷專家,創造歷史,其次神舟十六號延續了中國空間站之前的壯舉,保持空間站項目100%發射成功率,同樣再次創造歷史。

尤其是成功率上,堪稱「世界航天史上的奇蹟」,做到了連美蘇都沒能完成的事情。

要知道從1999年的神舟一號開始,神舟十六號在20年時間裡,進行了十六次任務,全部圓滿成功,在整個中國空間站三步走戰略中,更是進行了29次發射任務,沒有任何一次失敗。

如此大規模發射任務任務,還能保持這麼高的成功率,這在世界航天史上都是非常罕見的。

中國航天怎麼做到的呢?答案就是獨特的航天標準體系。

由於航天工程實在太複雜了,所以每一個航天大國背後,都有一套非常嚴謹的航天標準。中國航天也不例外,而且我們的航天標準得到全世界航天科學家的認可。

比如「歸零雙五條」,它的全稱叫「航天系統—問題解決的閉環管理」,它是一種質量控制方法,使用整個航天的科研、生產和故障排除等環節。

2015年時,「歸零雙五條」就被國際標準化組織列為ISO標準,而且是全票通過,當時審批的大部分專家都是發達國家。

他們被我們雙五條的嚴謹深深震撼,不僅一致認同這項標準,還直接免掉最終的審核環節,就連一直對中國航天不感冒的美國也沒有反對,而是積極的借鑑這個標準。

這套航天標準究竟有多嚴格呢?

我舉個例子大家就知道了。

長征五號稱為「十萬人磨一箭」,其實背後是有歷史故事的。

2017年7月,胖五在第二次發射時出現了事故,於是它就「歸零」標準下進行了一場馬拉松式的故障排除,於是中國集合了大量的科研人員進行故障排除,整個歸零過程整持續了900多天,出動了十萬人才歸零成功。

在歸零成功的那一刻,很多科研人員才用「崩潰」來形容當時的心情,因此胖五才會被稱為十萬人磨一箭,意思就是無數人傾注的血液。

可見「質量歸零雙五條」到底有多麼嚴格,也是因為如此,中國「質量歸零雙五條」得到了全世界航天科學家的認可,並且將它推廣到航空工業、核工業、兵工廠,甚至民用高科技領域。

那麼問題來了:如此優秀的航天標準,中國到底是如何打造的?

在說中國標準之前,我們要說下中國為啥要搞這麼嚴格航天標準,其實這背後都是有慘痛的教訓。

在空間站項目上,事故發生頻率並不少,甚至很多優秀的航天都為此付出了生命的代價。

以前蘇聯為例,他們是第一個把人類送入太空的國家,但是在聯盟一號進行登月模擬實驗時,就不幸發生了事故,造成太空人科馬洛夫的犧牲;在聯盟十一號任務中也發生了嚴重的事故,造成3名太空人犧牲。

美國也是如此,在阿波羅登月計劃時,阿波羅一號飛船發生起火的事故造成三名太空人犧牲。

在國際空間站任務中更悲慘,挑戰者號太空梭和均出現重大的事故,共造成14名太空人犧牲。

其中的挑戰者號太空梭事故,還是歷史上首次被全球直播的載人航空事故,在眾目睽睽之下發生了大爆炸,機上7名太空人無一倖免,直接終結了美國太空梭的項目。

如果算上其他的航天事故,你會發現在航天歷史上,美蘇的航天事故率遠遠高於中國。

中國則不一樣。

不僅在載人航天工程上沒有一次事故,在其他航天項目里發生的事故也比較少,而且隨著中國航天的發展,工程成功率反而越來越高。

2022年時,中國進行了64次火箭發射,包括天宮空間站的「問天號」和「夢天號」,神舟十四號和神舟十五號等等重大項目,成功率高達到恐怖的96.88%,其中長征系列火箭發射了53次,取得百分百成功的傲人成績。

說實話,現在大部國人眼界都被養刁了,很多人對中國航天有一種滿目的自信,打心眼裡認為它一定能成功。

本貓自己也是如此,我再做中國航天科普視頻時,都是提前把視頻準備好,第一時間就發出去,整個過程信心滿滿,因為我知道他一定會成功。

但是我在做美國NASA和SPACE X的航天項目時,我總要再備份一個視頻,因為我下意識覺得他們延期或者失敗的概率比較大。

我有時候查資料,經常會看到有人說中國航天的成功率高是因為走在美蘇身後,占了後來者的福利?

如果你真這麼想,我只能說太天真了。

我們小學都學過一顆螺絲都有可能讓火箭發射任務失敗的案例。

在航天史上大部分事故都不是技術問題,而是細節的小問題,比如美國的挑戰者號太空梭事故,就是因為右側火箭助推器上一個小小的O型橡膠密封圈失效,才導致飛行器爆炸的。

還有現在的美國星艦炸、日本、印度以及歐盟等航天任務,這些年發射失敗的也不少吧?這裡大部分都是因為某些局部小問題,引發了整個項目失敗。

因此中國科學院院士葉培建曾用「顆顆螺釘連著航天事業,小小細節決定任務成敗。」來形容航天事業,說的也是螺絲釘就可以決定航天成敗的事情。

所以中國「質量歸零雙五條」的嚴謹和有效才會成為航天人津津樂道的事情,甚至有中國航天業內人士調侃:沒有經歷過歸零的折磨,就不是一個完整的航天人。

可見中國航天的標準,已經深入整個航天人的血液里。

中國打造這個標準體系,整整用了50年,經歷了幾代人的嘔心瀝血,這件事還要從中國航天事業成立的那刻起。

1956年,錢學森向國家提出《建立中國國防航空工業的意見》,由此成了中國航空工業委員會,拉開了中國航空和航天的序幕。

不過剛開始時,中國主要以國防需求為主,航天和航空事業還是一片空白,錢學森利用自己研究的「工程控制論」,幫助中國引進了先進的的工程體系,為航天系統工程的建立打下堅實基礎。

但是中國航天基礎實在太差了,對於工程質量控制很難保持在一個比較高的水準。

1962年時,東風二號飛彈就遭遇了首飛失利。

錢學森認識到航空航天事業想要順利發展,就得彌補這些不足,因此他根據中國的發展情況,又提出了中國飛彈的「研製八大階段」和「預先研究」等概念,完善了中國航天的完整系統學,其中質量管理就是重中之重。

同年,錢學森在704所成立了專家組,專門對質量、可靠性、精度等開展研究,這個專家組很快就稱為中國航空航天重要部分,因此又經過數次擴張單獨組建了一個可靠性與質量控制研究所:705所。

這也是全國第一個航天領域有關質量、可靠性的專門研究所,憑藉705所,中國航天項目開始得到質的飛躍。

1970 年,中國首顆人造衛星「東方紅1 號」成功發射,意味著中國航天正式開始啟航。

在這之後,中國航空航天系統在原有質檢部門的基礎上,普遍增設了獨立的質量管理部門,但是問題是各個部門都還是各自為戰,沒有一套完整有效的航空航天標準,只能憑藉經驗摸索,效率非常低。

尤其是運十項目,出現了大量的質量問題,材料、發動機、操縱系統、結構件都不同程度存在質量缺陷,有些是本身技術不夠,也有一些是生產質量達不到標準,因此運十遲遲無法攻克。

最終經濟鏈被拖垮,被迫終止了項目。

運十項目的失敗,是中國航空歷史上一次巨大的損失,讓中國很久都不敢自研飛機項目,

很多人才被迫出國謀生。


上世紀80年代,中國已經改革開放,國防工業不再以軍品為主,而是轉為「軍品優先」,要軍民結合,以民養軍,這意味著中國航空航天部門補貼下降,他們只能自食其力,開拓民用市場。

1986年,航空航天部決定向引進民用飛機項目,開拓國內市場,其中美國麥道公司的誠意最好,因此我們與麥道公司合作,在中國上海飛機製造廠生產一批MD-82飛機。

這是中國第一次接觸到國外航空航天先進企業的技術標準,因此中國航空航天部非常珍惜這次與麥道交流的機會,拼命的學習和吸收。

1990 年 7 月,航空航天部在上海召開麥道量管理學習和經驗交流會,交流會上首次提出了技術歸零概念。

這個歸零源於麥道的生產經驗,有TO(Tool Order)、FO(Fabricate Order)以及AO(Assemble Order),TO對應生產之前的準備階段、FO對應的是生產過程,AO對應的是生產之後,意思也很簡單,就是將整個產品分為三個環節,每個環節都要求不帶一絲問題生產,才能進入下一個階段。

這樣可以儘早發現問題,如果有問題出現,也方便分階段找到源頭,如此一來生產形成一個閉環。

在這套科學的標準要求下,上海飛機廠生產效率得到了飛躍式提升,他們總計組裝生產了30架MD-82飛機,組裝和試飛合格率均達到100%。

美國專家都感到很驚訝,他們在核實之後感嘆中國組裝的MD-82質量不輸給美國,為此他們還舉了一個例子:

MD-82機翼上有幾萬個鉚釘,標準要求是每個鉚孔都必須一個個用鉸刀鉸,且誤差不得超過七分之一頭髮絲,然後再用螺栓固定後再一個個塗上密封膠,這樣才能保證機翼內部的郵箱不發生漏油問題。

而在中國組裝的MD-82飛機油箱液密試驗中,每一架飛機都沒有出現漏油問題,反而是美國長灘的飛機生產線生產的MD-82飛機都有不同程度的漏油或滲油。

所以,通過MD-82項目,我們認識到並不是我們製造技術相差太大,而是技術標準差距,因此才有了上海的麥道經驗總結大會。

航空航天部所屬14個院(局、基地)的主要領導都參加了會議,因為英文的O和數字0很像,為了方便交流大家用「歸零」來稱呼,然後這個叫法就流傳了下來。

當時中國航天也在往民營方向轉型,一直在引進先進的管理標準,但是受到美國的封鎖,中國幾乎沒有任何引進渠道。

歸零標準的出現,讓中國航天人看到了希望。

1991年,中國運載火箭技術研究院對長征3號運載火箭,開展了「總裝過程歸零管理」的探索性試點工作,質量管控提升很大。

這項技術開始在航天領域大量被應用,形成了第一版歸零標準。

不過飛機製造與航天製造還是存在很大的區別,很多經驗並不能通用,首版歸零標準在航天領域推廣時出現了許多不適應的症狀。

1992年3月22日,長征二號捆綁式運載火箭發射澳大利亞B1衛星失利,剛剛起步的中國商業航天遭遇重大挫折。

痛定思痛,中國運載火箭技術研究院在 初版「歸零」 標準的基礎上,將歸零標準擴大到四個階段,按照「論證、方案、初樣、試樣」實施質量問題歸零管理。

中國航天一邊在為問題火箭溯源,一邊完善歸零標準,並將它用在「長征 2 號丙」火箭的研製質量管理要求中,逐漸形成中國航天自己的質量標準。

1995年,中國運載火箭技術研究院印發了《質量問題歸零要求》,第一次在航天領域明確提出了質量歸零的要求。同年8月,原航天工業總公司發布了《質量問題歸零的管理辦法》,對質量歸零的措施,進行了具體的闡述。

這些管理辦法也是「歸零五條」的最初模型。

我們前面也說過,航天事業技術問題其實並不是主要的,關鍵在於細節,而細節漏洞往往在於管理的疏漏或者突發情況應對不足造成的。

果不其然,在質量歸零標準下,中國航天還是出現了問題。

1996年,新研製的長征三號乙型火箭,首發「國際通信衛星708」就發生了事故,火箭在起飛後22秒發生觸地爆炸,星箭俱毀、

1996年,長征三號火箭發射中星七號通信衛星,三級發動機二次點火發生故障,衛星未能進入預定軌道。

一年內的兩次發射失敗對中國航天的信譽造成了極其嚴重的影響,而這兩次事故都是因為細節疏忽造成的損失。

國外媒體大肆報導,對中國航天進行抹黑。

在他們的干預下國外一些衛星用戶紛紛提出終止發射合同,國際保險界提出要提高長征火箭的保險率和種種苛刻的條件,中國火箭的國際商業發射服務業務陷入低谷。

在這樣嚴峻的局勢下,1996年,中國航天第一次明確地提出了「歸零」標準:要求定位準確、機理清楚、問題復現、措施有效、舉一反三,杜絕重複故障發生。這五條標準將技術規範化、制度化,所以也被稱作「技術五條」。

1997年,中國航天在「技術五條」的基礎上,又推出了「管理五條」,分別是:過程清楚,責任明確,措施落實,嚴肅處理,完善規章。

至此,中國形成了航天質量管理體系的技術、管理「歸零雙五條」的完整體系,任何人都不得違背這些標準體系,否則直接將受到嚴厲處分。

在1996年至1997年,就有數百人因在質量上「犯規」受到處罰,其中還多名廠所級領導。

終於在這種嚴格的要求下,中國航天開始起飛。

1997年5月,長三甲火箭成功發射新一代通信衛星東方紅三號;6月,長三火箭成功發射我國首顆高軌氣象衛星風雲二號;8月,長三乙火箭將美國為菲律賓研製的馬部海通信衛星送入預定軌道,復飛圓滿成功。

在之後的幾年裡,長征系列火箭取得了連續75次發射無事故的奇蹟般成就。

2002年8月,航天科技集團正式將「歸零雙五條」列為管理標準,

2012年,中國航天標準化與產品保證研究院向國際標準化組織(ISO)提交提案,希望將中國航天的「雙歸零」質量管理標準,變成一項通行世界的國際標準。

2015年,ISO秘書處隨即決定跳過FDIS(最終國際標準草案)終審階段,直接進行出版,同年11月,中國「雙歸零五條」正式成為ISO國際標準。

沒想到的是,航天質量標準發布沒多久,「雙歸零五條」。

2017年7月2日,我國新研製的下一代大推力火箭——長征五號遙二火箭搭載著實踐十八號衛星,在海南文昌發射。

結果在發射後346秒時,火箭發動機出現提前熄火的故障,火箭隨即偏離軌道,墜入了太平洋,發射以失敗告終。

沒有殘骸,中國連問題出現哪裡都不知道,因為長五的故障問題一直無法找出來。

很快,全網都充斥著對中國航天的批判,有國內網友評論說,中國航天享受了太多的光環,開始變得浮躁了,國外媒體也在炒作,說中國航天神奇不在,處處找茬,甚至隔斷時間就暗諷中國長五火箭項目註定失敗。

其實類似的事情,中國航天見多了,只要每次有問題出現,美國等發達國家整天盯著我們的航天事業,一旦發現我們那裡做的不好,哪怕只是一點點,他們就咬了過來,讓我們航天人格外的難受。

但是也正是因為美國這個對手整天坐著給我們找茬,讓我們不斷認識到自己的不足之處,提醒著我們要不斷前進。

長五故障溯源上也是如此,中國展開了航天史上規模最大的歸零行動。

沒有殘骸,我們就用將整個火箭的研製流程,整理成故障樹狀圖,利用故障樹法從上到下逐層逐步排除,幾乎將整個工程都翻了一遍,最終確定了50多個可能造成推力下降的隱患。

然後將這些隱患再次歸零,逐一排查。

沒想到的是,這次排查問題一個接著一個出現,歸零工作一次又一次重現,甚至有兩次都已經確認可以發射,但還是在歸零要求下重新排查。

在最緊張的時刻,長五歸零工作臨時增設了第一總指揮,在中國航天史上,只有巨大工程或者任務面臨巨大挑戰時,才會增設這種崗位。

最終整個歸零過程整持續了900多天,出動了十萬人,累計15000餘秒關鍵技術試驗,才歸零成功。

2019年,胖五再次王者歸來,很多知悉內情的國人都留下眼淚,胖五不僅僅是一個火箭,更是一次對中國航天的巨大考驗。

但也是這次涅槃重生,再次讓中國航天標準完成了進化,中國航天也迎來了大爆發

2020年6月,北斗導航第五十五顆發射成功,宣布組網成功,中國打破美國GPS數十年的的壟斷。

2020年7月,天問一號成功發射,中國一次性完成繞和落的步驟,成功登錄火星,創造航天史上的奇蹟。

2022年11月,嫦娥五號成功登月,並且取回月壤,讓美國NASA局長厚著臉皮求贈送。

2021年4月,天和核心艙成功發射,中國成為世界唯一一個擁有自己空間站的國家,而我們的奇蹟還在繼續。

其實我一直相信那句話,越努力越幸運,你所做的一切都將在未來得到最好的回報,而中國航天的人努力帶來的成果還將繼續開放,中國航天的未來也註定是星辰大海。

關鍵字: