严格质量管理，确保飞船安全——神舟六号飞船总设计师张柏楠访谈
本刊记者刘洁何英
2005年10月12日，航天员费俊龙、聂海胜乘坐神舟六号飞船升空，在完成为期５天的太空飞行任务后于2005年10月17日4时33分顺利、安全返回地面。针对神舟六号飞船研制过程中的质量管理措施，我们采访了中国空间技术研究院神舟六号飞船的总设计师张柏楠。
记者：中国空间技术研究院负责神舟号飞船总体研制，是如何实施飞船的项目管理和工程管理的？
张柏楠：神舟号飞船研制是通过行政和型号的矩阵管理，结合型号特点和改革需要，在集团公司和院的统一安排下采用了项目管理。
中国空间技术研究院成立了载人航天项目办公室负责型号管理，具体负责实施载人飞船系统统一的计划、技术和质量管理。中国空间技术研究院载人航天项目办公室根据工程总体的技术和计划要求，结合中国航天科技集团公司和中国空间技术研究院的管理规定和具体要求，制定了详细（包括范围、进度、技术、质量、物资等多方面要求）的项目管理计划和技术要求，并逐级下发到分系统总体单位和单机单位；建立了完整的指挥、设计师和质量管理体系，根据确定的要求对分系统和单机单位实施计划、技术和质量监督和管理；各有关研制单位根据国家计划和上级指示，制定政策，协调落实各项资源，协调研制计划，实施专业管理，解决短线问题（具有不能在计划要求时间内完成任务的风险）。在航天器的研制过程中，飞船系统首次采用标准化文件体系，推动标准化应用，规范研制工作。
记者：参加载人航天工程飞船系统研制的单位有多少？
张柏楠：中国载人航天工程共由七大系统组成，全国3000多家单位、数以万计的工作人员参与了这一复杂的系统工程的研制、建设和试验。中国航天科技集团公司所属的中国空间技术研究院负责神舟号飞船系统的总体研制工作，参与研制的主要单位还有上海航天技术研究院、中科院和航天医学工程研究所等。
记者：针对载人航天项目，中国空间技术研究院在厂房建设、试验测试设备、加工制造等基础设施方面有哪些举措？
张柏楠：中国空间技术研究院负责建设的北京空间技术研制试验中心，是神舟号飞船的重点基建项目，与载人飞船工程同时立项，并首次实现了型号基建为本型号使用，为神舟号飞船的研制做出了重要的贡献。与卫星研制相比，飞船所需的集成和试验设备设施品种多、规模大、系统复杂，研制难度大，并且进度要求非常紧。中国空间技术研究院根据型号的需求，组织了专门的研制建设队伍，负责航天城和所有设备的研制和建设。在国家、上级机关和北京市的大力支持下，广泛利用全国的优势力量，制订周密和详细的技术流程和计划流程，实施强有力的组织和管理，边设计边施工，最终按时提供飞船研制使用。北京空间技术研制试验中心采用先进的总体设计思想，使飞船的集成、测试和试验全部在一个密闭洁净的建筑内完成，既减少了转运所需的时间，又保证了质量。研制试验中心内试验设备的规模和性能都是具有国际先进水平的，并且有很多在亚洲是首屈一指的。
为了满足载人航天的后续发展，我院将继续扩展研制试验中心的功能，研制技术含量更高的仿真实验室，支持交会对接的技术研究。
记者：中国的工业基础水平较低，中国空间技术研究院是如何保证神舟号飞船研制顺利进行的？
张柏楠：这正是社会主义国家集中力量办大事能力的充分体现。在中国载人航天工程立项之前，一些发达国家也曾有过载人航天计划，并投入了大量的人力和物力，但由于国家利益和技术路线等因素而被迫终止。中国的载人航天工程有党和国家的支持以及广泛的群众拥护，有改革开放带来的不断发展的技术和物质基础。参与载人航天工程的研制单位，从国家和民族利益出发，集中了国内相关领域最先进的技术能力，用最好的队伍、最好的设备、最好的标准、最好的产品和工作质量投入到载人航天的研制工作中。参与研制的科研和生产人员，都怀有为中国载人航天做贡献的荣誉感和使命感，不计个人利益，无私奉献，从最基本的元器件、原材料、基础理论开始做起，工作认真细致，操作把关到位，不放过任何一个隐患，集智公关，拼搏奉献，最终实现了中华民族的千年飞天梦想。
记者：在工程方面如何保证航天员的安全和系统的可靠？
张柏楠：载人航天的突出特点就是高可靠性和高安全性。保证航天员的安全是设计和研制的主要目标，其主要手段是可靠性和安全性设计、试验以及严格的产品质量保证。
首先，可靠性和安全性设计是基础。飞船可靠性和安全性的要求是要保证一次故障工作、二次故障安全。飞船设计不仅要考虑故障，还要考虑危险。几乎所有的可靠性和安全性设计和分析手段在神舟号飞船的设计过程中都采用了，包括故障模式和影响分析、可靠性预计、失效树分析、可靠性建模、潜通路分析、最坏情况分析等。通过全面、系统、详细的可靠性分析和试验，不断发现可靠性和安全性的薄弱环节，持续不断地进行改进，不断提高产品的固有可靠性。
第三，严格的质量管理是实现产品可靠性的主要手段。可靠性的设计需要由产品来实现，产品的质量决定能否实现设计的要求。元器件、原材料、工艺、装配调试和检验，每个环节都决定最终产品的质量和可靠性。飞船系统根据集团公司和空间技术研究院的要求，制订了详细的飞船质量管理要求，通过技术状态控制、过程质量控制、验收确认、质量问题归零（对在设计、生产、试验服务中出现的质量问题，从技术上、管理上分析产生的原因和机理，并采取激励措施和预防措施，以免问题重复发生的活动）等手段，保证产品质量。在研制过程中还总结了测试覆盖性设计和分析、关键项目控制等管理办法，有效地保证了产品的质量和可靠性。通过神舟一号到神舟六号的飞行试验，证明这些措施还是行之有效的。
第四，产品的设计和生产质量归根到底还是由人来实现的，可靠性最根本的是要靠队伍来保证。各有关单位和科研人员精心设计、精心操作、严格把关，保证了航天员的安全性。
记者：神舟六号飞船是否有防止空间碎片撞击的碎片防护设计？
张柏楠：空间碎片防护问题是载人航天工程必须考虑的问题。宇宙空间有无数尺寸大小不一的微流星。随着空间技术产业的发展，卫星和火箭残骸产生的碎片也越来越多。这些空间物体和颗粒如果击中飞船会造成灾难性后果。空间碎片的防护主要有两种手段，即通过防护结构保护飞行器不受损害，或者根据预报进行躲避。载人飞船轨道运行时间比较短，在飞行时间内碎片的分布变化不大，预报比较准确，可以通过选择合适的发射窗口，使飞船运行在没有碎片的轨道上。目前正在研制的空间实验室将在轨飞行较长的时间，就必须考虑碎片防护结构的问题。
记者：近年来地面测控技术发展迅速，地面系统可以对航天器进行复杂而精细的控制。在这种情况下，航天员在舱内进行的操作是否是地面测控技术不可替代的？
张柏楠：为保证航天员安全，降低航天员工作强度，以腾出更多的精力进行科学实验，神舟号飞船在设计上以自动控制为主，地面干预为辅，航天员的主要任务是监视飞船状态，在关键动作和故障状态下作为备份手段。
人类文明发展到今天，一些简单重复的操作越来越多地采用机器来完成，这主要是为了将人从繁重的体力劳动中解放出来，将更多的精力投入到探索和发明中来。自动系统要靠事先编制好的程序工作，很难判断处理大量意料不到、设计之外的问题和故障，因此再高级的自动系统还是需要有人来监视、照料和维护。
载人航天是一个科学探索的领域，大量科学实验必须由人来参与完成。飞船系统的运行状态虽然在地面监视之下，但是测控监视的覆盖率还不能到100％。在测控区外，飞船的状态监视、故障诊断和处理全靠航天员来完成，航天员的作用是不可替代的。
记者：中国的飞船设计起点高，请问具体体现在哪些方面？
张柏楠：我国载人航天工程虽然起步较晚，但是起点高、跨度大、方向对。经过“863”论证，中央领导和老一代航天人正确分析和确定了载人航天的发展方向，即以载人飞船起步，瞄准建立载人空间站的“三步走”战略。虽然已经过去了10多年，但今天看来这个决策是非常英明和正确的。
因为我们目标正确，所以我们没有走外国载人航天的弯路。美国搞了30多年的载人航天，花了巨大的力量完成了载人登月，随后就放弃了这个成果，而去研发航天飞机。由于航天飞机系统过于复杂，安全性差，没有达到预期降低成本的目的，已宣布要逐步退役。花巨大代价建造的国际空间站进展缓慢。目前美国又热衷于回到载人登月，并且新研制的载人登月系统又回到了当年的阿波罗飞船方案。美国几乎涉及了所有载人航天的领域，也取得了举世瞩目的技术成就，但没有保留下来真正可靠实用的载人运输系统。我们国家根据载人航天的需求，没有被当时国际上“航天飞机”、“空天飞机”热所迷惑，冷静地选择以载人飞船起步，而且以空间站运输系统为最终设计目标。现有的神舟号飞船只需增加交会对接设备就可以成为空间站的运输系统，是目前国际上为数不多的空间运输系统之一。航天飞机退役后神舟号飞船将成为运输能力最大的载人运输系统。□
《中国航天》中文版月刊(2006年第04期)
