蘇子豪 劉建軍
自主,自強者的成功標配
——一個軍工企業從“跟跑”到“領跑”世界的再生樣本
蘇子豪 劉建軍
一個航空機載企業和一個知名學府的有機結合,中國實現了在航空剎車材料領域從“跟隨者”到“領跑者”的角色轉換。雙方以對國家使命的擔當精神和主責意識,詮釋了“產學研”無縫對接的報國情懷和自主創新的內涵,也成就了一個中國企業從“學著會做”到“獨立領跑”的時代跨越。
2017年1月9日,國家科學技術獎勵大會在人民大會堂隆重舉行,由中航工業西安航空制動科技有限公司(簡稱:中航工業制動)自主創新的產學研項目——“碳陶飛機剎車功能復合材料的研制與應用”,榮獲國家技術發明二等獎,受到了黨和國家的表彰。
該項目是將中航工業制動的碳/碳剎車材料制備技術與西北工業大學的陶瓷基復合材料應用技術科學結合,發明的一種領先世界的新型復合材料——“碳陶飛機剎車功能復合材料”,簡稱“碳陶剎車材料”。它是產學研合作取得的一項飽含“中國創造”智慧的自主技術創新碩果。
關乎飛機起降安全的碳陶剎車盤,受此大獎,實至名歸。這項新型材料融合了粉末冶金剎車材料和碳/碳復合剎車材料的優點,具有重量輕、硬度高、剎車平穩、耐高溫、耐腐蝕、環境適應性強和使用壽命長等優點,被公認是性能優異的新一代剎車材料。
在產業界“一輩子只做剎車”的中航工業制動董事長、黨委書記向克陽激動地說,“今天的獲獎,就好比一個孩子考上清華、北大”,“關鍵是‘父母’基因強大,才修成正果”。
有專家學者坦言,這是一次技術的巔峰飛躍,更是一次剎車材料的產業革命,特別是對高頻次、高能載、高風險、高成本的軍用飛機,戰略意義非同凡響。
“找對了合作方比什么都重要”。著裝精致、性情優雅的西北工業大學領銜合作項目的中國工程院院士張立同更是情不自禁,“太好了,這讓我們更加堅定了產學研合作自主技術創新的信心和決心”。
對飛機而言,每一次起飛降落,剎車的可靠性,都是必須確保的第一安全項目。可別小看這飛機的剎車盤,它卻是飛機的關鍵部件之一,與飛機的“心臟”發動機和“大腦”飛控一樣,同等重要。無論從國家安危的戰略高度,還是產業的發展看,飛機剎車已經從企業經營層面,上升為國家戰略。
這當中,作為剎車系統上起關鍵作用的剎車盤就顯得尤為重要。飛機剎車盤的制造材料發展經歷了有機粘結劑剎車材料、粉末冶金剎車材料、碳/碳復合剎車材料和碳陶復合剎車材料四個階段。
碳/碳復合剎車材料是上世紀70年代歐美發達國家率先使用的飛機剎車盤制作材料。它是以碳纖維為增強體、以熱解碳為基體的復合剎車材料。然而,這項技術被美、英、法三國牢牢地控制。
1972年,專注于飛機剎車的制動人瞄準這一尖端技術,開始了向世界先進科技進軍的步伐。1977年,他們研制出國內第一套扇形片結構的航空碳剎車盤;1987年,碳剎車材料制備工藝和防氧化技術獲得成功;1993年,碳/碳復合材料剎車制備技術獲得國家發明專利;1994年,碳/碳復合材料防氧化技術獲得國家發明專利;1998年,碳/碳剎車盤在殲十飛機上首飛成功;2003年,碳/碳剎車盤獲得中國第一個TSOA技術標準批準書,并隨著新舟60飛機飛出國門。
20多年艱苦卓絕的公關,他們攻克了被國外長期封鎖的碳/碳剎車材料技術難題,徹底改變了西方大國對此技術的壟斷局面。有學者評價,如果沒有碳/碳材料產業化的成功,就沒有今天中國機輪剎車材料領先世界的精“碳”一躍。
碳/碳剎車盤,最大的特點是對飛機減重效果十分顯著。這對飛機減重如黃金般珍貴的事實來說,無疑是最大的利好。
這么好的材料,為什么又要發展另一種新材料?因為飛機作業的環境復雜多變,不同的自然環境對剎車材料有不同的要求。碳/碳剎車盤的吸潮性強,在濕態環境會導致飛機剎車性能大幅度衰減,從而危及飛行安全。
時代呼喚著一種新型剎車材料問世。

中航工業制動研發團隊部分成員
2004年,張立同院士主持的“耐高溫長壽命抗氧化陶瓷基復合材料應用技術”獲國家技術發明獎一等獎,使該獎項在連續6年空缺后實現了“零”的突破。
2005年,中航工業制動與西北工業大學簽訂合作協議,提出以國防建設為需求,著眼航空產業發展中遇到的重大難題和難點,發揮彼此優勢。
雙方合作的訴求,一個想做好,把產品做出來;一個想做強,把產品做到世界級。作為飛機剎車產業的國家隊,企業想通過合作提升專業自主創新能力,實現產業強國。以此徹底解決飛機在濕態環境下剎車性能衰減的重大安全問題,確保飛機起降萬無一失。
西北工業大學想通過科學技術產業化的道路,讓科研成果與產業的互補性、融合性得到有效發揮,實現科技報國。
中航工業制動負責整個項目的總體策劃,以實踐應用實現技術理論的突破,從問題實踐牽引技術理論;西北工業大學負責將技術理論向實踐轉化,用理論指導實踐。
“看準合作對象,關鍵是看他們是不是干實事的人”。張立同院士的評價標準是“三個有利于”:是否有利于國家、有利于產業、有利于企業,通過事看擔當。
做產業就是做投資,投資的關鍵,是對信任的投資。“西北工業大學擁有高科技的科研成果,我們擁有強大的設計制造能力”。項目參與者中航工業制動復合材料事業部總經理劉海平介紹,他從西北工業大學畢業后,又師從于張立同院士讀博士,幾乎全過程參與了碳陶剎車材料的產業化路程,讓他最感嘆的,是彼此雙方的信任。
一個是國內最早從事碳材料研究和產業化的“元老”,一個是陶瓷基復合材料研究的“新貴”。強強結合,優勢互補,強大的碳材料基因和高科技血統充分融合,就會誕生出世界級的產品。
產學研一體化,說起來容易,做起來難。“產”是龍頭,“學”是龍身,“研”是龍尾。
“產學研的根本是什么?出發點又是什么”?公司總經理付鵬鋒的問答,折射一個道理,“產學研的根本是為了產業自立,學會獨立走路;自立的終極目標,是為了超越”。
中國企業要想實現“彎道超車”,科技領先是第一步,發動機的功率必須足夠強大,其次才是駕駛者的水平。強大的落腳點,“強”是基礎,“大”是未來。
從“理論成果”到“實際產品”,有太多艱難的路要走。
中航工業首席專家、公司項目主持者田廣來列舉說,針對國內外面臨的殘余硅含量過高這一無法解決的全球難題,我們經過理論分析和試驗摸索,不斷對工藝進行系統優化,取得了一系列重大技術突破。
通過持續攻關,他們成功地掌握了碳陶核心制造、工藝和加工技術,打造出了世界級產品的“王者裝備”。
在校企合作的跑道上,如何做到彼此放心?他們在整體架構設計上,交叉設計,我中有你,你中有我;運行機制上,院校+企業模式。
把自己該做好的事情精心做好,遇到困難,雙方研發團隊協同攻關,形成真正意義上的互補。大學教授們甚至常年在企業指導研制工作,成為企業公認的“榮譽職工”;企業的工匠們則時時都可以進入西北工業大學學習請教,融入到知識的海洋里,雙方相濡以沫,攜手共進。
“為什么說產業化難度大”?技術制造專家張曉偉認為,因為配置的設備能力、工藝手段、管理水平必須以高標準為起點,從材料研究、工藝配方甚至到產品驗證,任何一個環節都需要以最高標準為手段。“只有這樣,產品才有可能成為國家級頂尖成果、世界級產品”。
院校對高科技成果的“想法”與企業產業化路徑的“做法”,千差萬別,如何實現互補?他們將兩支團隊融為一體,教授學者們紛紛到企業上班,與產業階層打成一片,榮辱與共,實現技術和制造的高度融合。
企業負責碳/碳坯體的生產與加工,然后送到西工大進行陶瓷化處理,最后返回企業進行裝配。
“誰也不能單獨完成這件事,大家必須相互支撐,同舟方能共濟”。西北工業大學項目參與者成來飛、范尚武描述,科技成果轉化有效地解決了彼此分而不散、松而不緊、緊而不聚的被動局面。
中航工業制動和西工大產業化的實踐證明,產學研的戰略訴求點必須建立在國家戰略需求的政策引導上、大學科技資源轉化的自身訴求上、行業問題導向的“痛點”上、經濟社會發展的雙贏上,綜合構建“三位一體”的產業化集群模式。
如今,一些國外競爭者甚至主動找上門來,洽談合作。技術實力贏得了競爭方的尊重,科技成就了創新之美。科技興國,不再是一句空話!
對新科技以及新生事物有著“先天”敏感性的制動人,有一種血性,那就是任何飛機剎車的前沿技術出現,他們都會第一時間“撲”上去,咬回來“咀嚼”,以此“武裝”自己。技術新銳周蕊形容,哭著笑著,我們都要把產品或技術做到最好。
產業創新倒逼學術創新,西工大通過產業化實現了資本積累,制動人通過科技化完善了技術底蘊。封閉的學術文化、惰性的產業文化正走向開放、合作,從“心”出發的產學研合作模式,將激活“年老體衰”產業化的機體。
目前,中航工業制動已完成400多爐次碳陶剎車盤的批產考核,生產了十多個機種10000余件碳陶剎車盤,慣性臺試車考核10000余次。已批量裝機碳陶剎車盤120余架份,累計安全飛行10000余個起落。其科技含量、產品質量和配套機種,均名列世界前茅。
在工程應用方面,國內主流飛機設計院所紛紛評價認為,碳陶剎車盤性能穩定、效率高,有效地解決了多年來飛機剎車濕態性能衰減大等重大問題。特別是耐海水、耐鹽霧腐蝕性能強,抗震和抗沖擊能力強,還能實現澆水后快速冷卻,從而大大縮短了飛機連續出動的時間間隔,節約時間10倍左右。
“團體冠軍是由若干個單項冠軍組成的”。講究細節管理的向克陽分析,一個國家的技術體系就如同金字塔,“九層高臺,起于壘土”。做企業,就是要足夠專注,數十年如一日專心技術、專注產品,代代相傳錘煉一技之長,組成產業集群,才是中國技術實力的基礎和底氣之所在。
