西安航空制動(dòng)科技有限公司飛機(jī)碳剎車(chē)盤(pán)發(fā)展之路

李子豐

上世紀(jì)70年代，歐美發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)大量使用碳/碳復(fù)合材料制備剎車(chē)盤(pán)，重量輕、耐磨損、抗高溫、壽命長(zhǎng)而國(guó)內(nèi)仍普遍使用的粉末冶金剎車(chē)盤(pán)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(dòng)公司進(jìn)行國(guó)內(nèi)首家碳剎車(chē)材料研究。在非常困難的情況下，公司千方百計(jì)自籌資金，進(jìn)行各項(xiàng)技術(shù)攻堅(jiān)。

5年后，國(guó)內(nèi)第一套扇形片結(jié)構(gòu)碳盤(pán)大樣慣性臺(tái)模擬剎車(chē)試驗(yàn)取得成功。這在中國(guó)碳剎車(chē)材料研究的進(jìn)程中具有鑿空拓荒的重要意義。

1983年，國(guó)內(nèi)第一代碳/碳復(fù)合材料剎車(chē)盤(pán)研制成功，打破了國(guó)外對(duì)碳剎車(chē)技術(shù)的壟斷，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)空白，實(shí)現(xiàn)了我國(guó)機(jī)輪剎車(chē)材料的換代升級(jí)。

經(jīng)過(guò)多年的不斷探索研究，公司已經(jīng)掌握碳剎車(chē)性能與碳盤(pán)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(guò)調(diào)整碳盤(pán)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(lái)適當(dāng)改變碳盤(pán)剎車(chē)性能及承載能力。并以科技創(chuàng)新為主導(dǎo)，用天然氣替代炳稀氣進(jìn)行碳盤(pán)沉積。成本低、速度快、密度高、適態(tài)剎車(chē)能力強(qiáng)，為碳盤(pán)制備打開(kāi)了綠色通道。1992年，碳復(fù)合材料剎車(chē)盤(pán)制備技術(shù)及碳復(fù)合材料防氧化技術(shù)獲得國(guó)家專(zhuān)利。

公司研制的高性能碳/碳剎車(chē)盤(pán)，能使飛機(jī)剎車(chē)裝置減輕40%左右的重量，這對(duì)航空制造業(yè)來(lái)說(shuō)無(wú)疑是一次革命。隨著這些高新技術(shù)在殲十飛機(jī)上的成功應(yīng)用，碳剎車(chē)材料的高比熱、高熔點(diǎn)、高強(qiáng)度、良好的抗沖擊力和較高的導(dǎo)熱性得到驗(yàn)證。

根據(jù)殲十飛機(jī)碳剎車(chē)機(jī)輪研制經(jīng)驗(yàn)，公司編制了國(guó)內(nèi)碳剎車(chē)機(jī)輪設(shè)計(jì)、試驗(yàn)和使用維護(hù)方面的系列標(biāo)準(zhǔn)，制定了完整的地面鑒定試驗(yàn)規(guī)范，系統(tǒng)適配性聯(lián)試及測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)，為國(guó)內(nèi)其它機(jī)種研制碳剎車(chē)機(jī)輪開(kāi)辟了道路。公司制定的GJB1184A、GJB4193、HB/Z126、HB965等10項(xiàng)規(guī)范，已成為指導(dǎo)我國(guó)航空機(jī)輪剎車(chē)裝置設(shè)計(jì)制造及鎂合金鑄造的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

公司依托西安高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開(kāi)發(fā)區(qū)良好的地域優(yōu)勢(shì)和發(fā)展環(huán)境，大力培育擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的核心技術(shù)。經(jīng)過(guò)反復(fù)技術(shù)論證，以最快速度完成了大型CVD化學(xué)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(tái)爐子的制造技術(shù)知識(shí)產(chǎn)權(quán)。

這臺(tái)大型CVD化學(xué)氣相沉積爐一次可裝500盤(pán)，等于過(guò)去10臺(tái)爐子的總量，而且沉積周期縮短，效率大幅度提高。在國(guó)內(nèi)首屈一指，填補(bǔ)了多項(xiàng)國(guó)內(nèi)空白，受到業(yè)內(nèi)專(zhuān)家的青睞和關(guān)注?！熬逕o(wú)霸”順利投產(chǎn)后，使碳盤(pán)生產(chǎn)能力在2007年猛增到6000盤(pán)，徹底解決了碳盤(pán)生產(chǎn)的瓶頸問(wèn)題，滿足了軍機(jī)和民機(jī)的市場(chǎng)需求，順利完成了重點(diǎn)型號(hào)任務(wù)和科研生產(chǎn)任務(wù)。

碳剎車(chē)盤(pán)不僅在軍機(jī)上突飛猛進(jìn)，而且在民航飛機(jī)國(guó)產(chǎn)化配套項(xiàng)目及民航產(chǎn)品維修市場(chǎng)中取得歷史性突破。公司配套的碳剎車(chē)機(jī)輪在國(guó)產(chǎn)民用MA60飛機(jī)上獲得了中國(guó)第一個(gè)TSOA適航證，并榮獲陜西省科學(xué)技術(shù)發(fā)明一等獎(jiǎng)。

科技人員大膽探索，勇于實(shí)踐，獨(dú)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(pán)二合一或三合一粘接起來(lái)，經(jīng)過(guò)高溫處理后，獲得高含碳的陶瓷質(zhì)粘接層，為碳盤(pán)的深度維修打開(kāi)了技術(shù)通道。這項(xiàng)技術(shù)擴(kuò)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(jī)等80余項(xiàng)剎車(chē)機(jī)輪維修許可證，為開(kāi)發(fā)民航產(chǎn)品提供了廣闊的發(fā)展空間。這項(xiàng)碳盤(pán)粘接翻新技術(shù)，使公司成功躋身民航市場(chǎng)，并獲得了中國(guó)民航科技進(jìn)步獎(jiǎng)。

由西安航空制動(dòng)公司控股、多方參股成立的天元公司，不斷擴(kuò)大民航維修市場(chǎng)，積極融入地方發(fā)展經(jīng)濟(jì)圈，與新疆航空公司、新華航空公司、長(zhǎng)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(mén)、湖北、廣西、江蘇、河北、新疆、海南、西安八省市，遍及大半個(gè)中國(guó)，市場(chǎng)份額不斷擴(kuò)大，業(yè)績(jī)?nèi)〉脷v史性突破，全年銷(xiāo)售額將近4000萬(wàn)元，已成為新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)。

2008年12月，公司研制的碳/陶剎車(chē)盤(pán)在成都某機(jī)場(chǎng)首飛成功，受到國(guó)內(nèi)國(guó)際業(yè)內(nèi)人士的高度關(guān)注。這標(biāo)志著我國(guó)在高性能航空剎車(chē)工程化應(yīng)用方面，已成功躋身世界領(lǐng)先行列。

碳/陶剎車(chē)盤(pán)是在碳/碳剎車(chē)盤(pán)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(zhǎng)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(wèn)題，提高了飛機(jī)的機(jī)動(dòng)性能。碳/碳剎車(chē)盤(pán)沉積需要近3—4個(gè)月的時(shí)間，周期長(zhǎng)、成本高、效率低，一直是研制生產(chǎn)中的瓶頸問(wèn)題。而碳/陶剎車(chē)盤(pán)的沉積僅需要1個(gè)月的時(shí)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(chē)盤(pán)的定型轉(zhuǎn)批，必將使生產(chǎn)節(jié)奏迅速加快，經(jīng)濟(jì)效益成倍增長(zhǎng)。