中国飞机刹车盘领先全球成功启示录

2017年1月9日，全国科技奖励大会在北京隆重举行。中航工业Xi安航空制动技术有限公司(avic brake)与西北工业大学联合开发的碳陶瓷飞机制动功能复合材料研究与应用技术获国家技术发明二等奖。这一充满“中国创造”智慧的自主创新成果吸引了全世界的目光。

早在2008年，碳陶瓷刹车盘产品就在我国某型飞机上首次飞行成功。自那时起，它已被广泛应用于10多种先进飞机，如航空母舰、战斗机和运输机，使中国成为世界上第一个成功应用碳陶瓷刹车盘的国家。

该项目是基于中国最早从事碳/碳刹车材料制备技术的中航工业刹车与获得西北工业大学国家科技发明奖一等奖的陶瓷基复合材料制备技术的结合。一种飞机刹车复合材料，碳陶瓷飞机机轮刹车功能复合材料，俗称刹车盘，诞生了。这种新材料结合了粉末冶金制动材料和碳/碳复合制动材料的优点。它具有重量轻、硬度高、制动平稳、耐高温、耐腐蚀、环境适应性强、使用寿命长的优点。它被公认为性能优异的新一代制动材料。在生产、研究和科研过程中，他们共同突破了世界制备技术的三大难题，形成了五大技术发明，获得了19项国家专利。

AVIC刹车公司董事长兼党委书记向克阳在行业内“一生只从事刹车工作”，他描述道:“今天的奖项就像一个孩子进入清华和北大。”“父母的基因很强大，是他们成功的一部分。"

一些专家学者坦言，这是制动材料的一次技术飞跃和产业革命，特别是对于高频率、高能量负荷、高风险、高成本的军用飞机，具有非同寻常的战略意义。

“我太高兴了。”由西北工业大学领导的中国工程院的张立同穿着考究，气质优雅，不由自主地说，“找到合适的伴侣比什么都重要”。

制动的一小步，中国技术进步的一大步。

读取飞机制动盘

“跟跑”到“领先跑”的内涵

对于飞机来说，刹车的可靠性是每次起飞和着陆都必须保证的第一安全项目。

碳/碳复合制动材料是20世纪70年代欧美发达国家制造飞机制动盘的第一种材料。然而，这项技术被美国、英国和法国牢牢控制。1972年，专注于飞机刹车的中航刹车人开始向世界先进技术进军。

1977年，他们在中国开发了第一套扇形碳刹车盘。

1987年，碳刹车材料制备技术和抗氧化技术获得成功。

1993年，碳/碳复合刹车制备技术获得国家发明专利。

1994年，碳/碳复合材料抗氧化技术获得国家发明专利。

1998年，碳/碳刹车盘在歼-10上首次成功飞行。

2003年，碳/碳刹车盘通过了中国第一个TSOA技术标准，随新洲60飞机飞离中国。

经过20多年的艰苦研究，他们克服了碳/碳刹车材料的技术难题，并彻底改变了西方大国对这一技术的垄断。

事实说话和成就证实:该公司已成功使用碳/碳复合材料的31个国内模型，其中21个已经定稿。“一朵花带来一百朵花”。目前，国内碳/碳刹车企业已经发展成为一个行业，十多家专业企业蓬勃发展。

一些学者评论说，如果没有碳/碳材料的成功，中国就不会有“碳”飞跃，在今天的车轮和刹车材料方面领先世界。

有了这么好的材料，为什么还要开发另一种新材料呢？

由于飞机运行环境复杂多变，不同的自然环境对刹车材料有不同的要求。碳/碳刹车盘具有很强的吸湿性，这将导致飞机在潮湿环境下的刹车性能大大减弱，从而危及飞行安全。时代呼唤新的刹车材料问世。

生产、学习和研究的本质是什么？为了独立。

无论是碳还是陶瓷这两种不同的材料，都可以组合成一种新型的制动材料，科学家和许多企业家的不懈追求已经成功地将“国家”科技成果转化为“国家”工业产品。

2005年，AVIC刹车公司与西北工业大学签署合作协议，提出以国防建设为需求，着眼于航空工业发展中遇到的主要问题和困难，充分发挥各自优势，立志打一场高科技的科学战争。

AVIC制动负责整个项目的总体规划，根据应用需求实现技术和理论突破，从问题实践中汲取技术和理论发展。西北工业大学负责将技术理论转化为实践，用理论指导实践。

“锁定合作伙伴”和“做好事”是一回事。工业就是投资。投资的关键是对信托的投资。中航制动器总经理傅描述道。

人们常说，如何走过生产、教学和研究的“最后一英里”？在他们看来，“最后一公里”就是结果。他们所关心的整个过程，即前100米、500米和800米的孤独地区，都是荒芜和无人陪伴的。

信任是所有合作的基础。

生产、教学和研究的一体化说起来容易做起来难。“生产”是龙的头，“学习”是龙的身体，“研究”是龙的尾巴。生产、学习和研究的本质是什么？为了行业独立，学会独立行走。自力更生的最终目标是超越。

从“理论成果”到“实用产品”，有太多艰难的路要走。公司项目主持人、AVIC首席专家田光表示，针对国内外难以解决的高残留硅含量的全球性问题，我们通过理论分析和实验探索取得了一系列重大技术突破，并不断对工艺进行系统优化。

在产业化过程中，AVIC工业制动与西北工业大学在尊重彼此原有核心知识产权的同时，根据研究团队的实际实践，确定了各自突破三项关键技术的所有权和五项发明点的知识产权。他们属于企业和大学的企业。他们彼此没有异议。他们一起被征服，由双方共同拥有。我有你，你有我。相互信任和相互成长的机制。

通过不断的研究，他们成功掌握了碳陶瓷的核心制造技术和加工工艺，为世界级产品创造了“王者装备”。在校企合作的跑道上，他们交叉设计了整体架构:我有你，你有我。机构+企业模式。

“学院+企业”的产业化模式看似简单，但很难做到。没有任何技术上的突破，工业化很可能会回到零。每个制造过程和技术都是革命性的，没有可遵循的参考。

在工业化的艰难过程中，柯阳有一个经典的“刹车理论”比喻。公司里的每个人都在尽力“加速”和“快速”。他在哪？抓住安全，你什么时候超速的？他负责“踩刹车”，以确保工业化汽车安全抵达目的地。

企业负责生产和加工碳/碳坯料，高校负责陶瓷加工，最后企业移交组装并投放市场。

相关数据显示，20世纪90年代，德国采用“反应熔渗法”(RMI法)制备碳陶瓷刹车盘，但其使用温度较低，仅用于汽车和跑车。在美国，碳化硅是通过“碳化硅有机前驱体的渗透热解”引入碳/碳中的，但迄今为止还没有在飞机上的应用报告。

原有的创新型高科技成果和自主开发的高科技产品已经达到“中国的高度”

只有当“孩子”真正站起来时，他才能赢得“大人”的尊重。否则，无论是技术层面的“解决关键问题”，还是国家层面的“买卖”武器装备，被别人牵着鼻子走的人要么是“孩子”，要么是“病人”。

这句话的答案是:自力更生是自我完善的关键。

飞机刹车盘，连接着国家的“国防”

自2006年以来，在我国南部和沿海的航空基地，当战斗机在清晨“停止运行”时，出现了多批飞机冲出跑道和未能停车的许多重大事故症状。从空军司令到飞行员，一提到“刹车”，他们的脸色就变得苍白。

其原因是飞机制动盘的制动性能因其强吸湿性而减弱。

不要低估这架飞机的制动盘，它是飞机的关键部件之一，与“心脏”引擎和“大脑”飞行控制一样重要。

刹车的好坏不仅关系到飞机和飞行员的安全，也关系到战斗力的综合。飞机刹车的“点”是指飞机飞行安全的“飞机”。无论是从国家安全的战略高度还是从工业发展的高度，飞机刹车都已经从企业管理层面上升到国家战略层面。

飞机刹车“点”的事故征兆是中国飞机发展乃至国家安全的“面孔”。只要刹车有问题，就没有人敢飞。就像一辆有刹车问题的车，不管它有多好，很少有人敢开它。因为它不是开车，而是杀人。

据了解，我国高校及相关科研机构的科技成果只有不到30%能够承包转化，只有10%的科技成果转化后能够实现经济效益。

为了壮大自己，一个国家必须有勇气和正直。企业应该在没有骨干的情况下努力自我完善。

2008年，开发了碳陶瓷产品，飞行验证是关键。主要检验产品与飞机的匹配性、兼容性和可靠性。每种型号的测试数以千计，测试费用从3000元到5000元不等，十几种型号的测试数以千计，积累了数千万的财务成本，这些都是许多科研机构无法承受的痛苦开支。然而，AVIC在技术进步方面的投资并不吝啬。

实践证明，生产、教学、科研的战略诉求必须以国家战略需求的政策导向、高校科技资源转化的自身诉求、产业问题导向的“痛点”、经济社会发展的共赢为基础，才能全面构建“三位一体”的产业集群模式。

产业创新迫使学术创新。Xi理工大学通过工业化实现了资本积累，阻止了人们通过科技改造完善自己的技术细节。封闭的学术文化和惰性的工业文化正在走向开放与合作。以“心”为基础的产学研合作模式将激活“老弱”的产业化有机体。

目前，AVIC工业制动公司已经完成了400多炉碳陶瓷刹车盘的批量生产考核，生产了10多种型号的10000多块碳陶瓷刹车盘，并在惯性平台上进行了10000多次测试和考核。已经批量安装了120多个碳陶瓷制动盘，总共安全飞行了10，000多次起落。无论是科技含量、产品质量还是配套型号，它们都是世界上最好的。

"团体冠军由几个个人冠军组成."强调细节管理的向克阳说，一个国家的技术体系就像一座金字塔，“离地球九层楼高”成为一个企业就是几十年来专注于技术和产品，代代相传，形成产业集群。这是中国技术力量的基础和信心。

在工程应用方面，国内主流飞机设计机构评价碳陶瓷刹车盘性能稳定、效率高，有效解决了多年来飞机刹车湿性能衰减大等重大问题。特别是具有很强的抗海水、抗盐雾腐蚀、抗震和抗冲击能力，还能实现浇水后的快速降温，大大缩短了飞机连续部署的时间间隔，节省时间约10倍。

启示:新技术应该如何与产业互动

启示1:自主创新要合力，嘉禾更需要沃土

科学技术的每一项进步都远未在三到五年内实现。没有十年甚至更长时间的坚持不懈的“长跑”，就不可能取得突破。中航工业制动和西北工业大学的实践证明，只有冷静下来，坚持信念，坚持追求，才能取得真正意义上的重大突破。

创新很难，致力于研究更难。克服技术困难是困难的，在实践中推广更是困难。我记得当碳/碳刹车盘问世时，它被一些坚持粉末冶金刹车盘的“反碳/碳”专家诽谤和压制，几乎窒息了第一个“吃螃蟹”的中航工业刹车。因此，新的碳/碳材料的订购量缓慢，粉末冶金制动盘不是减少，而是增加。“你完全理解这项技术了吗？”所有怀疑的目光和轻蔑的态度几乎摧毁了新材料的“幼苗”。

近年来，碳/陶瓷制动盘的市场逐渐扩大，这些曾经反对碳/碳材料的专家演变成了一股新的反对力量——碳陶瓷的“反对者”。他们“重复老调”，列举了碳/陶瓷材料的各种缺点。最可笑的是:“国外没有应用技术。我们能使用它们吗？”

*总理曾经说过，如果我们不使用自己人开发的新技术和产品，我们能指望别人先使用它们吗？

启示2:信任和尊重是基础，团队合作结出果实。

“不要把利益放在第一位，而是把国家的重要任务放在第一位”。以刹车为职业的张立同和向克阳，作为科技良知，以“科技报国”和“工业强国”的雄心壮志，找到了彼此的“共同语言”。他们认为成功是唯一的标准，并不把他们的利益放在心上。

在“做某事”和“什么也不做”之间做出选择是至关重要的。在生产、教学和研究的道路上，我们应该少做加法，多做减法。首先确定什么不能做，然后确定什么可以做，什么可以做好。这是体现集体智慧的地方。

将“有限的”精力和“有限的”资源集中在每个人擅长的事情上是最高层次的合作。学习做“减法”比只做“加法”的人快乐得多。(中国民航报、中国民航网记者雷寒、通讯员刘建军)