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中国航空工业高性能碳基刹车技术的军民融合之路
送交者: 古宇庙 2017年03月18日09:52:28 于 [世界军事论坛] 发送悄悄话

科研先行 产业突破

——中国航空工业高性能碳基刹车技术的军民融合之路

本报记者    刘文波

2016年12月8日,中航工业西安航空制动科技有限公司(以下简称中航工业制动)“高性能碳基刹车材料的产业化推广应用”项目在“首届中国军民两用技术创新应用大赛”上喜获银奖。一个月后,2017年1月9日,国家科学技术奖励大会在人民大会堂隆重举行,由西北工业大学与中航工业制动联合申报的“碳陶飞机刹车功能复合材料的研制与应用”项目荣获2016年度国家技术发明二等奖。  

在高性能碳基刹车材料领域,中航工业制动已经探索了40多年,厚积薄发,中国航空工业的高性能碳基刹车技术,打破了国外的技术壁垒,批量应用于军机,为我国国防建设做出巨大贡献。同时寻求军民融合的产业突破,在民用飞机、非航空民用交通运输领域得以推广,用先进的军工技术造福于民。

打破国外民航企业的价格垄断

20世纪70年代,中航工业制动开始立项研制碳/碳复合材料刹车盘,1998年,我国自主研制的碳/碳复合材料刹车盘首次在歼10某型飞机上首飞成功,之后成功应用在30多种军机型号上,使我国成为继美、英、法之后,第四个拥有先进的碳刹车系统研制能力的国家。

2008年,中国航空工业研制的碳/陶刹车盘成功首飞,之后,碳/陶刹车盘成熟地应用在我国的舰载机、歼击机和运输机等10多种飞机上,使我国成为世界上第一个成功将该技术批量应用于军机上的国家。

碳基刹车材料技术(包括碳/碳复合材料、碳/陶复合材料),这项为我国国防建设做出巨大贡献的核心技术,首次实现“军转民”是从民航维修开始的。

20世纪90年代,我国军工企业普遍处于困境之中,为了留住关键技术人才,中航工业制动着手开发民航市场,历尽千难万险,才获得了民航机轮维修的一点点市场份额。就是这少得可怜的市场份额,像火种一样,不仅为中航工业制动留住了关键技术人才,还为公司未来在民航市场大有作为奠定了基础。

2002年,中航工业制动成立了民航外贸部,在中国民航市场取得了空客A300、A310、A320、A340、波音757、ATR-72等飞机的80多项碳刹车盘维修许可证,与东方航空公司、南方航空公司、南航新疆航空公司、新华航空公司等建立了良好的合作关系。2007年成立以民航维修为主业的中外合资公司——天元航空科技有限公司,当年,公司就获得了中国民航局颁发的波音757-200型飞机碳刹车盘PMA证书,中航工业制动取得了民航业零部件制造人的“身份证”。这标志着我国民机零备件碳刹车盘在国产替代化项目上取得了新的突破。之后,中航工业制动顺利取得了空客A318/319/320、波音737等系列飞机碳刹车盘国产化项目的“身份证”。

这一小小的“身份证”,对改变中国民航业机轮维修市场格局产生了巨大影响。

2007年,天元公司成立时,年销售收入只有350万元,到2012年,天元公司的年销售收入已经突破2.5亿元。对于上百亿元的中国民航机轮碳刹车盘进口市场来讲,天元的市场份额还是太小了。然而,就是这小小的一点点市场份额,却打破了国外民航企业的市场垄断和价格垄断,迫使国外厂商降价80%以上,为中国民航业每年减少机轮刹车领域的维修和备件费用几十亿元,还吸引了国外知名厂商主动上门寻求合作的“橄榄枝”。

民航机轮维修市场格局的变化,得益于中航工业制动在碳刹车盘领域领先的科研和制备能力。“尽管天元公司的利润很低,但我们还是要坚守这个市场,这对中国民航业是非常有意义的。这是我们的责任。”中航工业制动董事长向克阳对记者说。

        

打拼海内外民机市场

中国航空工业的飞机刹车材料开发,经历了有机粘结剂刹车材料、粉末冶金刹车材料、碳/碳复合刹车材料和碳/陶复合刹车材料等4个阶段。最新一代刹车材料与上一代刹车盘材料相比,静摩擦系数提高1~2倍,湿态摩擦性能提高30%以上,磨损率降低50%以上,使用寿命提高1~2倍;生产周期降低2/3,生产成本降低1/3,能耗降低2/3,性价比提高2~3倍。是目前国际上发现唯一能在1500℃高温环境下,各项物理性能不发生衰减的材料。

这些指标都指向一个方向,那就是碳基刹车盘的高性能和低成本。

碳基刹车盘在国产民机上的使用,确保了国产民机的安全性和经济性。早在2003年9月,中国民航局就向中航工业制动研制生产的“新舟”60碳刹车机轮颁发了我国第一个碳刹车机轮适航项目批准书,标志着我国的碳刹车技术达到了国际先进水平。

2005年4月,中国造的碳刹车盘随着我国第一架出口民机“新舟”60飞往津巴布韦,开启了中国航空工业民用飞机走向世界的艰辛之路。十几年过去了,国产民机“新舟”60和运12,从尼泊尔、津巴布韦到柬埔寨,从密克罗尼西亚到肯尼亚、汤加……100多架中国航空工业的民机交付18个国家,服务28家航空公司,全部配套中国造的碳刹车系统,在高原、高寒、高热、沿海等各种复杂气候环境以及各种苛刻的机场环境下,安全起降。就拿尼泊尔来说,尼泊尔是个多山的高原国家,气候高寒高热,地形复杂险峻,机场条件非常苛刻,跑道很短且工况良莠不齐。在尼泊尔这样一个航空事故多发国家,中国造的“新舟”60和运12飞机,在运营两年多的3000多个起降中,创造了零事故纪录,除了中国航空工业优质的售后服务保障以外,高品质的碳刹车系统也功不可没。

在国家“一带一路”战略中,中国航空工业承担起构建“空中丝绸之路”、落实“中非区域航空合作计划”、搭建“空中走廊”等重任,而中国造的碳刹车系统,为中国飞机保驾护航。

在我国境内,运营“新舟”60飞机的航空公司,也拥有良好的安全纪录和良好的经济性。

中国造的碳陶刹车系统在“新舟”700、AG600等机型也会大展身手,在宽体客机、通用航空领域等已经谋篇布局,进行产业培育。

在非航民品市场开疆拓土

军工品质的碳陶刹车技术,在非航空民品领域也可大显身手。在高档轿跑车、重型汽车、坦克、重型机械、高速列车等领域具有广泛的应用前景,可形成每年百亿元经济效益的产业规模,推动我国交通运输等相关行业的技术进步和产业升级。

随着我国人民生活水平的不断提高,赛车运动越来越受到人们的追捧和热爱。然而,常规灰铸铁刹车片的热衰退带来的制动后期制动力明显减弱、噪音、粉尘、冒烟、异味以及由此带来的安全隐患,始终困扰着人们。

21世纪初,航空技术碳陶刹车片走进汽车,颠覆了传统赛车市场。与传统的灰铸铁刹车盘相比,重量减轻了50%,非悬挂质量减轻了近20千克,使用寿命是原来的4倍,热稳定性是原来的2倍,刹车距离更短,刹车舒适度更高……这无疑给赛车发烧友带来了福音。然而,作为赛车的“易耗品”,进口刹车盘和刹车片昂贵的价格,成为发烧友们的又一个心病。

中航工业制动看到了这个巨大的市场,公司成立复合材料事业部,2015年上半年拿出了样品,很快就在汽车后装市场打开了局面,当年就实现销售收入250万元,并与德国一家公司签署了每年采购2000盘F1赛车刹车盘的意向书,为公司的多元化发展打开了局面。到目前,中国航空工业制造的碳刹车盘和刹车片已经在兰博基尼、阿斯顿马丁、保时捷、宾利、布加迪、法拉利、劳斯莱斯、玛莎拉蒂等24款赛车上使用,制动效果优异。

2016年12月8日,中航工业制动从750个项目中脱颖而出,获得“首届军民两用技术创新应用大赛”二等奖的项目,就是有关高性能碳基汽车刹车副研究的。

与此同时,“高铁用新型复合材料刹车副研制”项目已经作为国防科工局2014年军用项目推广科研项目成功立项,研发的高速列车用新型改性碳/碳复合材料制动盘和制动闸片,通过了中车取样鉴定试验。根据权威机构预测,2016年到2020年,我国国内高铁刹车盘和刹车片的市场规模将分别达到9.04万件和14.28万件,市场价值分别为18.944亿元和29.888亿元。“目前我国高铁刹车副主要依赖进口,因此,高铁刹车副的国产化空间非常广阔。”说起高铁刹车副的市场前景,年仅35岁的复合材料事业部总经理刘海平信心满满。

铁道部已经明确提出刹车片等附属设备国产化率的目标,高铁零部件国产化进程势在必行。

而中航工业制动已经为此在做产业布局。公司复合材料事业部,有一支52人的研发团队,这个团队成员平均年龄不到30岁,其中享受国务院特殊津贴的专家2人,国防科技工业511人才工程学术技术带头人2人,研究员级高级工程师6人,高级工程师16人,承担了公司2016年预研课题9项、2017年预研课题7项,技术攻关项目3项。

未来,中航工业制动还将在重型汽车、通用航空、民用高温制造领域等相关产业谋篇布局,不仅积蓄技术科研力量,也在积累管理能力和市场经验。

党的十八大以来,以习近平总书记为核心的党中央非常重视军民融合。习近平多次强调,军民融合是国家战略,关乎国家安全和发展全局。而多年来,中国航空工业一直以“航空报国、强军富民”为宗旨,致力于打造由航空优势技术和优势资源推动的产业集群。

好风凭借力,中国航空工业制动的军民融合产业拓展和产业突破正当其时。


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      吨位。  /无内容 - 黑木崖 03/20/17 (11)
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