速讯:神舟十六号再创历史,中国航天标准被全球认可,甚至征服美国?

5月30日,神舟十六号发射成功再次创造诸多历史。


(资料图片仅供参考)

首先它第一次搭载了载荷专家,创造历史,其次神舟十六号延续了中国空间站之前的壮举,保持空间站项目100%发射成功率,同样再次创造历史。

神舟十六号3名航天员

尤其是成功率上,堪称“世界航天史上的奇迹”,做到了连美苏都没能完成的事情。

要知道从1999年的神舟一号开始,神舟十六号在20年时间里,进行了十六次任务,全部圆满成功,在整个中国空间站三步走战略中,更是进行了29次发射任务,没有任何一次失败。

如此大规模发射任务任务,还能保持这么高的成功率,这在世界航天史上都是非常罕见的。

中国航天怎么做到的呢?答案就是独特的航天标准体系。

由于航天工程实在太复杂了,所以每一个航天大国背后,都有一套非常严谨的航天标准。中国航天也不例外,而且我们的航天标准得到全世界航天科学家的认可。

比如“归零双五条”,它的全称叫“航天系统—问题解决的闭环管理”,它是一种质量控制方法,使用整个航天的科研、生产和故障排除等环节。

2015年时,“归零双五条”就被国际标准化组织列为ISO标准,而且是全票通过,当时审批的大部分专家都是发达国家。

他们被我们双五条的严谨深深震撼,不仅一致认同这项标准,还直接免掉最终的审核环节,就连一直对中国航天不感冒的美国也没有反对,而是积极的借鉴这个标准。

这套航天标准究竟有多严格呢?

我举个例子大家就知道了。

长征五号称为“十万人磨一箭”,其实背后是有历史故事的。

2017年7月,胖五在第二次发射时出现了事故,于是它就“归零”标准下进行了一场马拉松式的故障排除,于是中国集合了大量的科研人员进行故障排除,整个归零过程整持续了900多天,出动了十万人才归零成功。

在归零成功的那一刻,很多科研人员才用“崩溃”来形容当时的心情,因此胖五才会被称为十万人磨一箭,意思就是无数人倾注的血液。

可见“质量归零双五条”到底有多么严格,也是因为如此,中国“质量归零双五条”得到了全世界航天科学家的认可,并且将它推广到航空工业、核工业、兵工厂,甚至民用高科技领域。

那么问题来了:如此优秀的航天标准,中国到底是如何打造的?

在说中国标准之前,我们要说下中国为啥要搞这么严格航天标准,其实这背后都是有惨痛的教训。

在空间站项目上,事故发生频率并不少,甚至很多优秀的航天都为此付出了生命的代价。

以前苏联为例,他们是第一个把人类送入太空的国家,但是在联盟一号进行登月模拟实验时,就不幸发生了事故,造成宇航员科马洛夫的牺牲;在联盟十一号任务中也发生了严重的事故,造成3名宇航员牺牲。

美国也是如此,在阿波罗登月计划时,阿波罗一号飞船发生起火的事故造成三名宇航员牺牲。

在国际空间站任务中更悲惨,挑战者号航天飞机和哥伦比亚号航天飞机均出现重大的事故,共造成14名宇航员牺牲。

其中的挑战者号航天飞机事故,还是历史上首次被全球直播的载人航空事故,在众目睽睽之下发生了大爆炸,机上7名宇航员无一幸免,直接终结了美国航天飞机的项目。

如果算上其他的航天事故,你会发现在航天历史上,美苏的航天事故率远远高于中国。

中国则不一样。

不仅在载人航天工程上没有一次事故,在其他航天项目里发生的事故也比较少,而且随着中国航天的发展,工程成功率反而越来越高。

2022年时,中国进行了64次火箭发射,包括天宫空间站的“问天号”和“梦天号”,神舟十四号和神舟十五号等等重大项目,成功率高达到恐怖的96.88%,其中长征系列火箭发射了53次,取得百分百成功的傲人成绩。

说实话,现在大部国人眼界都被养刁了,很多人对中国航天有一种满目的自信,打心眼里认为它一定能成功。

本猫自己也是如此,我再做中国航天科普视频时,都是提前把视频准备好,第一时间就发出去,整个过程信心满满,因为我知道他一定会成功。

但是我在做美国NASA和SPACE X的航天项目时,我总要再备份一个视频,因为我下意识觉得他们延期或者失败的概率比较大。

我有时候查资料,经常会看到有人说中国航天的成功率高是因为走在美苏身后,占了后来者的福利?

如果你真这么想,我只能说太天真了。

我们小学都学过一颗螺丝都有可能让火箭发射任务失败的案例。

在航天史上 大部分事故都不是技术问题,而是细节的小问题 ,比如美国的挑战者号航天飞机事故,就是因为右侧火箭助推器上一个小小的O型橡胶密封圈失效,才导致飞行器爆炸的。

还有现在的美国星舰炸、日本、印度以及欧盟等航天任务,这些年发射失败的也不少吧?这里大部分都是因为某些局部小问题,引发了整个项目失败。

因此中国科学院院士 叶培建曾用“颗颗螺钉连着航天事业,小小细节决定任务成败 。”来形容航天事业,说的也是螺丝钉就可以决定航天成败的事情。

所以中国“质量归零双五条”的严谨和有效才会成为航天人津津乐道的事情,甚至有中国航天业内人士调侃:没有经历过归零的折磨,就不是一个完整的航天人。

可见中国航天的标准,已经深入整个航天人的血液里。

中国打造这个标准体系,整整用了50年,经历了几代人的呕心沥血,这件事还要从中国航天事业成立的那刻起。

1956年,钱学森向国家提出《建立中国国防航空工业的意见》,由此成了中国航空工业委员会,拉开了中国航空和航天的序幕。

不过刚开始时,中国主要以国防需求为主,航天和航空事业还是一片空白,钱学森利用自己研究的“工程控制论”,帮助中国引进了先进的的工程体系,为航天系统工程的建立打下坚实基础。

但是中国航天基础实在太差了,对于工程质量控制很难保持在一个比较高的水准。

1962年时,东风二号导弹就遭遇了首飞失利。

钱学森认识到航空航天事业想要顺利发展,就得弥补这些不足,因此他根据中国的发展情况,又提出了中国导弹的“研制八大阶段”和“预先研究”等概念,完善了中国航天的完整系统学,其中质量管理就是重中之重。

同年,钱学森在704所成立了专家组,专门对质量、可靠性、精度等开展研究,这个专家组很快就称为中国航空航天重要部分,因此又经过数次扩张单独组建了一个可靠性与质量控制研究所:705所。

这也是全国第一个航天领域有关质量、可靠性的专门研究所,凭借705所,中国航天项目开始得到质的飞跃。

1970 年,中国首颗 人造卫星 “东方红1 号”成功发射,意味着中国航天正式开始启航。

在这之后,中国航空航天系统在原有质检部门的基础上,普遍增设了独立的质量管理部门,但是问题是各个部门都还是各自为战,没有一套完整有效的航空航天标准,只能凭借经验摸索,效率非常低。

尤其是运十项目,出现了大量的质量问题,材料、发动机、操纵系统、结构件都不同程度存在质量缺陷,有些是本身技术不够,也有一些是生产质量达不到标准,因此运十迟迟无法攻克。

最终经济链被拖垮,被迫终止了项目。

运十项目的失败,是中国航空历史上一次巨大的损失,让中国很久都不敢自研飞机项目,

很多人才被迫出国谋生。

上世纪80年代,中国已经改革开放,国防工业不再以军品为主,而是转为“军品优先”,要军民结合,以民养军,这意味着中国航空航天部门补贴下降,他们只能自食其力,开拓民用市场。

1986年,航空航天部决定向引进民用飞机项目,开拓国内市场,其中美国麦道公司的诚意最好,因此我们与麦道公司合作,在中国上海飞机制造厂生产一批MD-82飞机。

这是中国第一次接触到国外航空航天先进企业的技术标准,因此中国航空航天部非常珍惜这次与麦道交流的机会,拼命的学习和吸收。

1990 年 7 月,航空航天部在上海召开麦道量管理学习和经验交流会,交流会上首次提出了技术归零概念。

这个归零源于麦道的生产经验,有TO(Tool Order)、FO(Fabricate Order)以及AO(Assemble Order),TO对应生产之前的准备阶段、FO对应的是生产过程,AO对应的是生产之后,意思也很简单,就是将整个产品分为三个环节,每个环节都要求不带一丝问题生产,才能进入下一个阶段。

这样可以尽早发现问题,如果有问题出现,也方便分阶段找到源头,如此一来生产形成一个闭环。

在这套科学的标准要求下,上海飞机厂生产效率得到了飞跃式提升,他们总计组装生产了30架MD-82飞机,组装和试飞合格率均达到100%。

美国专家都感到很惊讶,他们在核实之后感叹中国组装的MD-82质量不输给美国,为此他们还举了一个例子:

MD-82机翼上有几万个铆钉,标准要求是每个铆孔都必须一个个用铰刀铰,且误差不得超过七分之一头发丝,然后再用螺栓固定后再一个个涂上密封胶,这样才能保证机翼内部的邮箱不发生漏油问题。

而在中国组装的MD-82飞机油箱液密试验中,每一架飞机都没有出现漏油问题,反而是美国长滩的飞机生产线生产的MD-82飞机都有不同程度的漏油或渗油。

所以,通过MD-82项目,我们认识到并不是我们制造技术相差太大,而是技术标准差距,因此才有了上海的麦道经验总结大会。

航空航天部所属14个院(局、基地)的主要领导都参加了会议,因为英文的O和数字0很像,为了方便交流大家用“归零”来称呼,然后这个叫法就流传了下来。

当时中国航天也在往民营方向转型,一直在引进先进的管理标准,但是受到美国的封锁,中国几乎没有任何引进渠道。

归零标准的出现,让中国航天人看到了希望。

1991年,中国运载火箭技术研究院对长征3号运载火箭,开展了“总装过程归零管理”的探索性试点工作,质量管控提升很大。

这项技术开始在航天领域大量被应用,形成了第一版归零标准。

不过飞机制造与航天制造还是存在很大的区别,很多经验并不能通用,首版归零标准在航天领域推广时出现了许多不适应的症状。

1992年3月22日,长征二号捆绑式运载火箭发射澳大利亚B1卫星失利,刚刚起步的中国商业航天遭遇重大挫折。

痛定思痛,中国运载火箭技术研究院在 初版“归零” 标准的基础上,将归零标准 扩大到四个阶段,按照“论证、方案、初样、试样” 实施质量问题归零管理。

中国航天一边在为问题火箭溯源,一边完善归零标准,并将它用在“ 长征 2 号丙 ”火箭的研制质量管理要求中,逐渐形成中国航天自己的质量标准。

1995年,中国运载火箭技术研究院印发了《质量问题归零要求》 ,第一次在航天领域明确提出了质量归零的要求。 同年8月,原航天工业总公司发布了《质量问题归零的管理办法》, 对质量归零的措施,进行了具体的阐述。

这些管理办法也是“归零五条”的最初模型。

我们前面也说过,航天事业技术问题其实并不是主要的,关键在于细节,而细节漏洞往往在于管理的疏漏或者突发情况应对不足造成的。

果不其然,在质量归零标准下,中国航天还是出现了问题。

1996年,新研制的长征三号乙型火箭,首发“国际通信卫星708”就发生了事故,火箭在起飞后22秒发生触地爆炸,星箭俱毁、

1996年,长征三号火箭发射中星七号通信卫星,三级发动机二次点火发生故障,卫星未能进入预定轨道。

一年内的两次发射失败对中国航天的信誉造成了极其严重的影响,而这两次事故都是因为细节疏忽造成的损失。

国外媒体大肆报道,对中国航天进行抹黑。

在他们的干预下国外一些卫星用户纷纷提出终止发射合同,国际保险界提出要提高长征火箭的保险率和种种苛刻的条件,中国火箭的国际商业发射服务业务陷入低谷。

在这样严峻的局势下, 1996年,中国航天第一次明确地提出了“归零”标准 :要求定位准确、机理清楚、问题复现、措施有效、举一反三,杜绝重复故障发生。这五条标准将技术规范化、制度化,所以也被称作“技术五条”。

1997年,中国航天在“技术五条”的基础上,又推出了“管理五条”,分别是: 过程清楚,责任明确,措施落实,严肃处理,完善规章。

至此,中国形成了航天质量管理体系的技术、管理“归零双五条”的完整体系,任何人都不得违背这些标准体系,否则直接将受到严厉处分。

在1996年至1997年,就有数百人因在质量上“犯规”受到处罚,其中还多名厂所级领导。

终于在这种严格的要求下,中国航天开始起飞。

1997年5月,长三甲火箭成功发射新一代通信卫星东方红三号;6月,长三火箭成功发射我国首颗高轨气象卫星风云二号;8月,长三乙火箭将美国为菲律宾研制的马部海通信卫星送入预定轨道,复飞圆满成功。

在之后的几年里,长征系列火箭取得了连续75次发射无事故的奇迹般成就。

2002年8月,航天科技集团正式将“归零双五条”列为管理标准,

2012年,中国航天标准化与产品保证研究院向国际标准化组织(ISO)提交提案,希望将中国航天的“双归零”质量管理标准,变成一项通行世界的国际标准。

2015年,ISO秘书处随即决定跳过FDIS(最终国际标准草案)终审阶段,直接进行出版,同年11月,中国“双归零五条”正式成为ISO国际标准。

没想到的是,航天质量标准发布没多久,“双归零五条”。

2017年7月2日,我国新研制的下一代大推力火箭——长征五号遥二火箭搭载着实践十八号卫星,在海南文昌发射。

结果在发射后346秒时,火箭发动机出现提前熄火的故障,火箭随即偏离轨道,坠入了太平洋,发射以失败告终。

没有残骸,中国连问题出现哪里都不知道,因为长五的故障问题一直无法找出来。

很快,全网都充斥着对中国航天的批判,有国内网友评论说,中国航天享受了太多的光环,开始变得浮躁了,国外媒体也在炒作,说中国航天神奇不在,处处找茬,甚至隔断时间就暗讽中国长五火箭项目注定失败。

其实类似的事情,中国航天见多了,只要每次有问题出现, 美国等发达国家整天盯着我们的航天事业, 一旦发现我们那里做的不好,哪怕只是一点点,他们就咬了过来,让我们航天人格外的难受。

但是也正是因为美国这个对手整天坐着给我们找茬,让我们不断认识到自己的不足之处,提醒着我们要不断前进。

长五故障溯源上也是如此,中国展开了航天史上规模最大的归零行动。

没有残骸,我们就用将整个火箭的研制流程,整理成故障树状图,利用故障树法从上到下逐层逐步排除,几乎将整个工程都翻了一遍,最终确定了50多个可能造成推力下降的隐患。

然后将这些隐患再次归零,逐一排查。

没想到的是,这次排查问题一个接着一个出现,归零工作一次又一次重现,甚至有两次都已经确认可以发射,但还是在归零要求下重新排查。

在最紧张的时刻,长五归零工作临时增设了第一总指挥,在中国航天史上,只有巨大工程或者任务面临巨大挑战时,才会增设这种岗位。

最终整个归零过程整持续了900多天,出动了十万人,累计15000余秒关键技术试验,才归零成功。

2019年,胖五再次王者归来,很多知悉内情的国人都留下眼泪,胖五不仅仅是一个火箭,更是一次对中国航天的巨大考验。

但也是这次涅槃重生,再次让中国航天标准完成了进化,中国航天也迎来了大爆发

2020年6月,北斗导航第五十五颗发射成功,宣布组网成功,中国打破美国GPS数十年的的垄断。

2020年7月,天问一号成功发射,中国一次性完成绕和落的步骤,成功登录火星,创造航天史上的奇迹。

2022年11月,嫦娥五号成功登月,并且取回月壤,让美国NASA局长厚着脸皮求赠送。

2021年4月,天和核心舱成功发射,中国成为世界唯一一个拥有自己空间站的国家,而我们的奇迹还在继续。

其实我一直相信那句话,越努力越幸运,你所做的一切都将在未来得到最好的回报,而中国航天的人努力带来的成果还将继续开放,中国航天的未来也注定是星辰大海。

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