西安航空制動科技有限公司飛機碳剎車盤發(fā)展之路

李子豐

上世紀70年代，歐美發(fā)達國家已經(jīng)大量使用碳/碳復合材料制備剎車盤，重量輕、耐磨損、抗高溫、壽命長而國內(nèi)仍普遍使用的粉末冶金剎車盤重量大、磨損量大、抗高溫變形能力差、使用壽命短。

從1972年起，西安制動公司進行國內(nèi)首家碳剎車材料研究。在非常困難的情況下，公司千方百計自籌資金，進行各項技術(shù)攻堅。

5年后，國內(nèi)第一套扇形片結(jié)構(gòu)碳盤大樣慣性臺模擬剎車試驗取得成功。這在中國碳剎車材料研究的進程中具有鑿空拓荒的重要意義。

1983年，國內(nèi)第一代碳/碳復合材料剎車盤研制成功，打破了國外對碳剎車技術(shù)的壟斷，填補了國內(nèi)空白，實現(xiàn)了我國機輪剎車材料的換代升級。

經(jīng)過多年的不斷探索研究，公司已經(jīng)掌握碳剎車性能與碳盤制備工藝參數(shù)間的調(diào)整規(guī)律，根據(jù)不同使用條件要求及受力狀態(tài)，可通過調(diào)整碳盤鋪設(shè)夾角、碳纖維積含量及CVD工藝參數(shù)、熱處理規(guī)范來適當改變碳盤剎車性能及承載能力。并以科技創(chuàng)新為主導，用天然氣替代炳稀氣進行碳盤沉積。成本低、速度快、密度高、適態(tài)剎車能力強，為碳盤制備打開了綠色通道。1992年，碳復合材料剎車盤制備技術(shù)及碳復合材料防氧化技術(shù)獲得國家專利。

公司研制的高性能碳/碳剎車盤，能使飛機剎車裝置減輕40%左右的重量，這對航空制造業(yè)來說無疑是一次革命。隨著這些高新技術(shù)在殲十飛機上的成功應(yīng)用，碳剎車材料的高比熱、高熔點、高強度、良好的抗沖擊力和較高的導熱性得到驗證。

根據(jù)殲十飛機碳剎車機輪研制經(jīng)驗，公司編制了國內(nèi)碳剎車機輪設(shè)計、試驗和使用維護方面的系列標準，制定了完整的地面鑒定試驗規(guī)范，系統(tǒng)適配性聯(lián)試及測試標準，為國內(nèi)其它機種研制碳剎車機輪開辟了道路。公司制定的GJB1184A、GJB4193、HB/Z126、HB965等10項規(guī)范，已成為指導我國航空機輪剎車裝置設(shè)計制造及鎂合金鑄造的行業(yè)標準。

公司依托西安高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū)良好的地域優(yōu)勢和發(fā)展環(huán)境，大力培育擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的核心技術(shù)。經(jīng)過反復技術(shù)論證，以最快速度完成了大型CVD化學氣相沉積爐的制造、安裝、調(diào)試任務(wù)，摸索出一套成熟的工藝，并擁有這臺爐子的制造技術(shù)知識產(chǎn)權(quán)。

這臺大型CVD化學氣相沉積爐一次可裝500盤，等于過去10臺爐子的總量，而且沉積周期縮短，效率大幅度提高。在國內(nèi)首屈一指，填補了多項國內(nèi)空白，受到業(yè)內(nèi)專家的青睞和關(guān)注。“巨無霸”順利投產(chǎn)后，使碳盤生產(chǎn)能力在2007年猛增到6000盤，徹底解決了碳盤生產(chǎn)的瓶頸問題，滿足了軍機和民機的市場需求，順利完成了重點型號任務(wù)和科研生產(chǎn)任務(wù)。

碳剎車盤不僅在軍機上突飛猛進，而且在民航飛機國產(chǎn)化配套項目及民航產(chǎn)品維修市場中取得歷史性突破。公司配套的碳剎車機輪在國產(chǎn)民用MA60飛機上獲得了中國第一個TSOA適航證，并榮獲陜西省科學技術(shù)發(fā)明一等獎。

科技人員大膽探索，勇于實踐，獨創(chuàng)的“粘接槽”、“鉚合粘接”新技術(shù)及快速CVD沉積新工藝，將舊碳盤二合一或三合一粘接起來，經(jīng)過高溫處理后，獲得高含碳的陶瓷質(zhì)粘接層，為碳盤的深度維修打開了技術(shù)通道。這項技術(shù)擴大公司民航替代產(chǎn)品的制造范圍和制造總量，取得了空客A300、A310、A320、A340，波音757、ATR72飛機等80余項剎車機輪維修許可證，為開發(fā)民航產(chǎn)品提供了廣闊的發(fā)展空間。這項碳盤粘接翻新技術(shù)，使公司成功躋身民航市場，并獲得了中國民航科技進步獎。

由西安航空制動公司控股、多方參股成立的天元公司，不斷擴大民航維修市場，積極融入地方發(fā)展經(jīng)濟圈，與新疆航空公司、新華航空公司、長安航空公司、南方航空公司建立了良好的戰(zhàn)略合作關(guān)系。目前，公司民航產(chǎn)品維修業(yè)務(wù)涉足廈門、湖北、廣西、江蘇、河北、新疆、海南、西安八省市，遍及大半個中國，市場份額不斷擴大，業(yè)績?nèi)〉脷v史性突破，全年銷售額將近4000萬元，已成為新的經(jīng)濟增長點。

2008年12月，公司研制的碳/陶剎車盤在成都某機場首飛成功，受到國內(nèi)國際業(yè)內(nèi)人士的高度關(guān)注。這標志著我國在高性能航空剎車工程化應(yīng)用方面，已成功躋身世界領(lǐng)先行列。

碳/陶剎車盤是在碳/碳剎車盤基礎(chǔ)上的深度技術(shù)創(chuàng)新，已成為第五代更新?lián)Q代產(chǎn)品。不但繼承了前者耐高溫、長壽命及大幅減重的優(yōu)異性能，而且有效地克服了前者靜摩擦系數(shù)低及濕態(tài)衰退大等問題，提高了飛機的機動性能。碳/碳剎車盤沉積需要近3—4個月的時間，周期長、成本高、效率低，一直是研制生產(chǎn)中的瓶頸問題。而碳/陶剎車盤的沉積僅需要1個月的時間，周期大幅度縮短，成本大幅度降低，效率大幅度提升。隨著碳/陶剎車盤的定型轉(zhuǎn)批，必將使生產(chǎn)節(jié)奏迅速加快，經(jīng)濟效益成倍增長。