大飛機炭剎車盤在航天科技應用領域的進展

2009年，作為中國航天科技集團公司在航天技術應用行業中的重要事件，中國航天科技集團公司第四研究所成立了大型飛機碳氫化合板項目，取得了重大進展。通過了飛機評估，飛機首次成功飛行。獲得了制造商的許可。通過專家評估和評估。記者特就此采訪了航天四院主管副院長張新明。記者:大飛機炭剎車盤的成功研制并在大型飛機上廣泛使用,對航天技術應用產業和國民經濟發展有什么重要意義?張新明:大飛機炭剎車盤是在國家“寓軍于民,軍民融合”戰略思想指導下,航天四院堅持自主創新,充分發揮航天技術優勢,服務于國民經濟建設發展結出的又一豐碩成果。該產品由航天四院西安超碼科技有限公司自主研發、具有完全自主知識產權,擁有多項創新技術,在高摩擦特性、長使用壽命的炭剎車盤制造技術方面獲得了重大突破,產品綜合性能已達到同類產品的國際先進水平。該項目不僅填補了我國民用飛機炭剎車盤制造技術的空白,還打破了國外對民用飛機主力機型炭剎車盤產品的市場壟斷,實現了我國大型民用飛機炭剎車盤國產化的跨越式發展和航天新材料技術拓展應用的歷史性突破,為裝備我國國產大飛機剎車系統提供了技術保障。航天四院將繼續努力,做好大飛機炭剎車盤在民用航空領域的應用拓展,促進航天技術應用產業的發展,為推動民族航空工業和國民經濟發展做出更大貢獻。記者:炭/炭復合材料和炭剎車盤產品有哪些特性?張新明:炭/炭復合材料是一種依托航天高科技研制的新型功能性復合材料,具有低密度、高強度、高比熱、高溫尺寸穩定、摩擦系數穩定、良好的抗沖擊力、抗燒蝕等特性,與傳統金屬材料相比較,其重量可減輕40%,是目前國際上研發的唯一能在2000℃以上高溫環境下,各項物理性能不發生衰減的材料,其升華溫度最高可達到3800℃。因此,炭/炭復合材料可廣泛應用于航空、冶金、化工等民用產業領域。飛機炭剎車盤一般采用高強度碳纖維預制體,經過致密化工藝后得到的高密度炭/炭復合材料制備而成。目前,航天四院研制生產的炭剎車盤在剎車性能、剎車力矩和熱力學性能等方面完全可以與國外產品相媲美,并且與飛機的剎車液壓和防滑系統具有良好的兼容性,無需更改飛行手冊給定的起飛和著陸參數,即可保證飛機的正常起降。預計該產品使用壽命在3000次以上,比國外進口原裝機炭剎車盤(2100次起落)提高了42%,而其成本僅為國外同類工藝產品的50%～60%。炭剎車盤的國產化將為國內航空公司帶來更加便捷的服務,該產品的應用推廣,每年將為我國民航客機節約成本3億多元,具有良好的社會效益和經濟效益。記者:請您介紹一下航天四院炭剎車盤的研制背景和情況。張新明:早在20世紀70年代初,航天四院就在我國率先啟動了炭/炭復合材料的研制,并于70年代末成功將炭/炭復合材料應用于航天型號產品,與美、法等國同時進入實用階段。隨著我國民航業的快速發展,民用飛機炭剎車盤市場前景廣闊,蘊藏著巨大的商機。但作為影響飛機起落安全的易耗部件———飛機炭剎車盤,因其制造工藝復雜、對材料性能尤其是對高溫摩擦性能要求十分苛刻,國內企業少有問津。此前,全球民用飛機炭剎車盤市場僅由國外少數幾家公司掌控,我國每年必須花費大量外匯從國外進口。另外,國外對我國進行了嚴密的技術封鎖,制約了我國這項民族工業技術的發展。為了盡快扭轉國內民航飛機炭剎車盤長期依賴進口的局面,航天四院依托43所資源優勢,成立了西安超碼科技有限公司,作為炭/炭復合材料預制體成型、致密化、高溫處理及防氧化涂層等成熟軍工技術的產業平臺,以大型飛機炭/炭剎車盤項目的產業化迅速進入市場。航天四院超碼公司始終堅持“以自主創新為宗旨,以中國制造為目標”的研制方針,突破國外廠家設置的重重障礙,依托航天復合材料核心技術,利用完全自主知識產權生產的大型民用飛機炭剎車盤,在民航適航管理部門、陜西省和西安市地方政府、中國航天科技集團公司等各級領導的關心幫助下,以及各航空公司、飛機制造公司的大力支持下,經過無數次的技術攻關、地面試驗、飛行試驗,于2004年成功獲得波音系列中的B757-200型飛機炭剎車盤零部件制造人批準證書,成為中國國際航空股份有限公司和上海航空股份有限公司該型產品的國內獨家供應商。2009年4月,航天四院又成為我國第一家獲得空客A318/A319/A320系列飛機炭剎車盤制造人證書的單位。目前,該產品已在深圳航空和國航浙江分公司的國內航線飛機上裝機使用,而且是目前國內唯一在拉薩邦達等高原航線上裝機使用的國產炭剎車盤。通過機載數據、檢驗結果及飛行員感受三方面的應用實踐證明,該炭剎車盤在剎車系統的匹配性及協調性、滑行剎車的機動性與操縱性等方面,均達到或優于國外同類產品。目前,航天四院研制的飛機炭剎車盤已申報專利23項,其中國家知識產權局授權13項。該項目獲得了2007年度中國專利優秀獎、陜西省科學技術一等獎、陜西省國防科技進步特等獎,并獲得了國家重點新產品證書。航天四院也因此先后承擔了國家軍轉民技術開發、國家火炬計劃、國家重點新產品、陜西省重大科技創新、陜西省13115重大科技產業化等項目,為航天四院航天技術應用產業的發展做出了突出的貢獻。目前,航天四院超碼公司正在加大市場營銷力度,與中國商飛公司進行密切接觸,以期拓展出更為廣闊的市場,從而形成新的經濟增長點。記者:航天四院在航天復合材料領域將有什么新的設想和規劃?張新明:在國家民航總局和中國航天科技集團公司的大力支持下,航天四院超碼公司依托四院在航天復合材料領域的技術優勢和經驗,積極拓展航天技術應用產業,形成了以炭/炭復合材料相關技術為重點的系列化、多元化的產品格局,已成為國內技術力量最強、生產能力最大、授權專利最多、檢測手段最完備的炭剎車盤研發制造企業。目前,航天四院研制的炭剎車盤已經具備了批生產能力,進入了批量化、規模化的生產階段。這將在降低民航飛機生產成本,節約國家外匯儲備,保障航空運輸安全方面,為國家做出重大的貢獻。同時,航天四院也正圍繞航天新材料打造一條集碳纖維生產、碳纖維制品工藝研究與生產,以及應用為一體的碳材料產業鏈。除飛機炭剎車盤外,還成功研制出了太陽能光伏產業用熱場材料、高性能碳纖維復合電纜芯等。其中,熱場材料產品已替代國外產品,實現了快速發展,復合電纜芯項目正在加快產業化進程。在不久的將來,碳纖維生產、碳纖維預制體、碳纖維制品等碳材料產業鏈將實現產業化發展。進入“十二五”,航天新材料產業鏈將迎來快速發展的關鍵時期,航天四院將進一步加大軍民融合力度,堅持依托固體動力復合材料核心技術,不斷提升碳材料產業鏈的核心競爭力,打造國內領先的碳材料高科技公司,在服務國民經濟發展的征程中擎起航天新材料產業的大旗。2009年2月25日,珠海經濟特區。中國航天科技集團公司第四研究院(簡稱:航天四院)研制生產的A320飛機炭剎車盤一舉通過了功能性著陸、地面滑行剎車、中止起飛剎車等7個科目的飛行考核,首飛成功。“四院超碼一小步,中國民航一大步”,中國民用航空局適航司副司長周凱旋對航天四院人豎起了大拇指。2009年4月7日,首都北京。中國民用航空局向航天四院西安超碼科技有限公司頒發了中國第一個空客A320系列飛機國產剎車盤零部