驚“碳”一躍破格局 點到“即”止奏凱歌

劉建軍

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（以下簡稱：“中航工業制動”）與西北工業大學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。

其實，早在2008年中航工業制動用此材料制作的飛機剎車盤——“碳陶剎車盤”就在殲10某型飛機上實現了成功首飛。此后，碳陶剎車盤成熟地應用在我國艦載機、殲擊機、運輸機等10多種先進機型上，使我國成為世界上第一個將碳陶剎車盤成功應用于飛機上的國家。碳陶剎車材料，改寫了剎車材料的歷史，彰顯了碳陶剎車技術領跑世界的中國力量。

如今，關乎飛機起降安全的碳陶剎車盤授此大獎，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、環境適應性強等優點，被公認為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，就好比一個孩子高考考上清華、北大。關鍵是‘父母基因強大，才修成正果。”

“找對了合作方比什么都重要”，西北工業大學領銜合作項目的中國工程院士院張立同更是情不自禁，“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?！?/p>

從2005年雙方合作到2008年碳陶剎車盤裝機首飛成功，再到榮獲2016年國家技術發明獎。作為產學研主體的中航工業制動和西北工業大學同甘共苦，肝膽相照。在新材料研制領域，共同突破了世界制備技術的三大難題，形成了五個重大技術發明點，獲得了19項國家專利。

科技的成色，產業的金色，成就了含金量十足的“中國顏色”。

飛機剎車盤從“跟跑”到“領跑”

翻開中國飛機剎車盤研制歷史，這是一部布滿荊棘的辛酸史，更是一部漫長且艱苦的奮斗史。

機輪剎車系統隸屬于飛機起降系統，主要承受飛機在地面的靜動態載荷、沖擊載荷、吸收剎車能量，并對飛機起飛、著陸、滑行、轉彎、制動進行有效控制。據統計，飛機發生在飛機滑行和起降階段的不安全事件占飛機所有不安全事件的60%以上。因此，作為剎車系統上起關鍵作用的剎車盤就顯得尤為重要。歐、美、俄等航空工業強國，歷來極為重視航空起降制動系統的發展。

目前，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。有機粘結劑剎車材料是早期飛機使用的剎車材料，剎車溫度低、壽命短、起落架次少，目前已基本淘汰。粉末冶金剎車材料在20世紀60年代發展起來，但存在高速摩擦系數低、高速制動力不足，以及使用壽命低等問題。

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。長期以來，這項技術被美、英、法三國牢牢掌握。

1972年，中航工業制動發現和瞄準了這一尖端技術，向國家申請立項研制。1977年，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-10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，國際航線上終于有了中國產的碳/碳剎車。中航工業制動的這一創舉，不僅徹底改變了西方大國對此技術的壟斷局面，而且在全國范圍內催生出10多個碳剎車企業，引領了中國碳/碳剎車材料產業的蓬勃發展。

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領先于世界的精“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，這對飛機來說無疑是最大的利好。

先進的成果必然承受更多異樣的眼光。在中航制動攻關技術的過程中，遭到了很多所謂專家的反對。他們批駁和質疑碳/碳剎車材料的種種不是。然而，當碳/碳材料在國內大量軍、民機上成功使用時，曾經的“反碳/碳”派專家，又開始想方設法地“臨摹”這一新技術。

如今，在事實與業績面前，流言無影無蹤。

那么，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。裝備發展呼喚著一種新型剎車材料的問世。

產學研的根本是為了自立

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，立志打一場高科技的現代科學戰。

合作的雙方，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，優贄互補，強大的碳材料基因和高科技血統充分融合，就會誕生出“中國籍”的世界級產品。

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”，中航工業制動想得到的顯然是通過合作提升專業自主創新能力，徹底解決飛機在濕態環境下剎車性能衰減的問題，保證飛機起降安全萬無一失。肩負起強軍富民的使命，履行共和國長子的神圣職責。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、融合性得到發揮，實現科技報國的追求。

“看準合作對象，關鍵是看他們是不是干實事的人?！睆埩⑼菏康脑u價標準是“三個有利于”：有利于國家、有利于產業、有利于企業，通過事看擔當。在她看來，中航工業制動幾任領導者，都是做實事的人，從上任的袁毅東到現任的向克陽、付鵬鋒等人，“他們都是干實事的人，自主創新勁頭十足”。

產學研一體化，說起來容易，做起來“頭大”?！爱a”是龍頭，“學”是龍身，“研”是龍尾。技術是產業合作的最好底色。

“產學研的根本是什么？出發點又是什么？”中航工業制動總經理付鵬鋒說，“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?！?/p>

“院校+企業”的產業化模式，看似簡單，做起來卻艱難。因為任何一項科技不突破，產業化都有可能全部歸零。每一項制造工藝、技術都是革命性的，沒有先例可循。同時，從材料研究、工藝配方到產品驗證，每一個環節都要達到最高標準。只有這樣，產品才有可能成為“國家級”成果、世界級產品。中航工業首席專家、中航工業制動項目主持者田廣來認為。

院校對高科技成果的“想法”與企業產業化路徑的“做法”如何實現互補？“我們將兩支團隊融為一體：教授們紛紛到企業上班，成為企業的‘榮譽職工；工匠們則隨時進入西北工業大學習，融入知識的海洋”，中航工業制動研發團隊的技術專家張曉偉這樣說。

產業化過程中，中航工業制動負責碳/碳坯體的生產與加工，然后送到西北工業大學進行陶瓷化處理，最后返還中航工業制動裝配?！罢l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、范尚武的感受是。

上世紀90年代，德國采用“反應熔體浸滲法”制備了碳陶剎車盤，但由于使用溫度低，僅可用于轎車和跑車；美國采用“碳化硅有機前驅體浸滲熱解法”在碳/碳中引入碳化硅，至今未見在飛機上使用的報道。

中國有句老話，自立才能自強。原始創新的高科技成果與自主研發的高科技產品，成就了“中國高度”。小剎車盤連接著國家的“大國防”

2006年以來，在我國航空基地，戰機清晨“出操”時出現了多起次、多批次飛機沖出跑道、剎不住車的重大事故癥候。上至空軍司令員，下至飛行員，談“剎”色變。

究其原因，原來是飛機剎車盤材料吸潮性強，導致剎車性能衰減所致。剎車好不好，不僅關系到飛機的安全、飛行員的安危，更關系到戰斗力的集成。無論從國家安危的戰略高度，還是從產業的安全度，飛機剎車已經關系到國家安危與戰略。

向克陽常說，一個國家一個民族甚至小到一個企業，如果沒有創新精神，衰敗沒落是必然的。自滿自足，貪圖自己份內的安寧享樂，就會漸漸墮落，對外部事務毫無興趣，這是最大的風險。敢于冒險，善于挑戰，勇于征戰，才是企業永立于不敗之地的真諦。

據了解，我國相關科研機構的科技成果能夠簽約轉化的不到30%，轉化后也只有10%的科研成果能取得經濟效益。國家安危，匹夫有責。而部隊和國家對高性能飛機剎車材料的迫切需求，也促使中航工業制動與西北工業大學產學研合作進入了“快車道”。

中航工業制動和西北工業大學產業化實踐證明，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。

自主創新是做強技術做大產業的必由之路

過去，西方國家掌握了行業的源頭技術并緊緊地把持市場。而今，中國不斷創新的技術碾碎了西方國家的壁壘。以中航工業制動為例，過去，國際上飛機碳/碳剎車盤40～50萬元/副；碳/碳產品國產化后，價格兩年間降到每副10萬元以內。如今，一些國外競爭者甚至主動找上門來，尋求合作。實力最終贏得了競爭對手的尊重。

中航工業制動改變的，不僅僅是技術，更是技術內殼里不易被人察覺的“精神”?！按蠹覍π驴萍家约靶律挛镉小焐拿舾行裕喝魏物w機剎車的前沿技術出現，大家會第一時間‘撲上去、‘抓回來、慢慢咀嚼消化”，中航工業制動項目團隊成員周蕊這樣形容科技人員技術創新的勁頭。

在新材料的技術攻關與產業化合作過程中，西北工業大學通過產業化實現了資本積累，中航工業制動通過科技化完善了技術底蘊。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10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。無論科技含量、產品質量和配套機種，均名列世界前茅。

同時，該剎車盤還廣泛應用于高檔轎跑車、重型汽車、坦克、重型機械和高速列車等領域，可形成年數10億元經濟效益的產業規模，推動我國交通運輸等相關行業的技術進步和產業升級。

啟示錄：新技術與產業界如何互動

每一次科技進步，都遠非三五年之功，沒有十年甚至更長時間的執著“長跑”，不可能取得突破。中航工業制動和西北工業大學的實踐證明，只有靜得下心來，堅守信念，執著追求，才有可能實現真正意義上的重大突破。

啟示一：自主創新要合力，嘉禾更需沃土育。創新難，潛心研究更難。攻克技術難，實踐推廣更是難上加難。碳/碳剎車問世時，來自同行業的上下質疑，幾乎讓第一個“吃螃蟹”的中航工業制動喘不過氣來?！凹夹g吃透了嗎？”一切懷疑的眼神和不屑的眼光幾乎將新材料的“幼苗”誅滅。

近年來，碳/陶剎車盤的市場逐步開闊，曾經的反碳/碳材料“專家”又演變成新的反對力量——碳陶“反對派”。他們列舉出碳/陶材料的種種不是：掉塊、微裂等9大問題，甚至出現“國外都沒有應用的技術，我們能用嗎”的滑稽言論。

李克強總理說過，假如我們自己都不用自己人研制的新技術新產品，能寄希望別人先用嗎？

在科技新成果面前，敢為天下先，善于嘗試，這才是對待科技的態度。中航工業制動欠缺的技術，西北工業大學深度補充到位。學校不具備制造所需要的設計、生產、工藝以及檢測等綜合能力，特別是在飛機上做驗證的能力，中航工業制動有足夠多的飛機項目進行驗證，強強聯合，優勢互補。

啟示：信任尊重做基礎，團隊協作結碩果?！安话牙娣旁诘谝晃?，而把信譽放在第一位”。作科技良心的張立同院士和把剎車當事業做的向克陽，用科技報國和產業強國的抱負，找到了彼此的“共同語言”：把成功當作唯一的標準，不把利益放心間。

中航工業制動和西北工業大學在彼此尊重雙方原有的核心知識產權的同時，對突破的三大關鍵技術和五大發明點的知識產權，依據研制團隊實踐實情都明確了各自的歸屬，是企業的歸企業，是院校的企業無異議，是一起攻克的，雙方共同擁有。我中有你，你中有我。相濡以沫，共同成長。

中航工業制動前任總工程師田廣來激動地說：“如今，中航工業制動和西北工業大學以產學研的合作模式發明了飛機碳/陶剎車盤，摘取了國家發明獎，領跑世界飛機剎車行業。這項創新技術是國家的、民族的，更是人類的！我相信在不久的將來，就會掀起碳/陶剎車熱。誰主沉浮，將拭目以待！”

（作者單位：中航工業制動）