西安航空制动科技有限公司飞机碳刹车盘发展之路

李子丰

上世纪70年代，欧美发达国家已经大量使用碳/碳复合材料制备刹车盘，重量轻、耐磨损、抗高温、寿命长而国内仍普遍使用的粉末冶金刹车盘重量大、磨损量大、抗高温变形能力差、使用寿命短。

从1972年起，西安制动公司进行国内首家碳刹车材料研究。在非常困难的情况下，公司千方百计自筹资金，进行各项技术攻坚。

5年后，国内第一套扇形片结构碳盘大样惯性台模拟刹车试验取得成功。这在中国碳刹车材料研究的进程中具有凿空拓荒的重要意义。

1983年，国内第一代碳/碳复合材料刹车盘研制成功，打破了国外对碳刹车技术的垄断，填补了国内空白，实现了我国机轮刹车材料的换代升级。

经过多年的不断探索研究，公司已经掌握碳刹车性能与碳盘制备工艺参数间的调整规律，根据不同使用条件要求及受力状态，可通过调整碳盘铺设夹角、碳纤维积含量及CVD工艺参数、热处理规范来适当改变碳盘刹车性能及承载能力。并以科技创新为主导，用天然气替代炳稀气进行碳盘沉积。成本低、速度快、密度高、适态刹车能力强，为碳盘制备打开了绿色通道。1992年，碳复合材料刹车盘制备技术及碳复合材料防氧化技术获得国家专利。

公司研制的高性能碳/碳刹车盘，能使飞机刹车装置减轻40%左右的重量，这对航空制造业来说无疑是一次革命。随着这些高新技术在歼十飞机上的成功应用，碳刹车材料的高比热、高熔点、高强度、良好的抗冲击力和较高的导热性得到验证。

根据歼十飞机碳刹车机轮研制经验，公司编制了国内碳刹车机轮设计、试验和使用维护方面的系列标准，制定了完整的地面鉴定试验规范，系统适配性联试及测试标准，为国内其它机种研制碳刹车机轮开辟了道路。公司制定的GJB1184A、GJB4193、HB/Z126、HB965等10项规范，已成为指导我国航空机轮刹车装置设计制造及镁合金铸造的行业标准。

公司依托西安高新技术产业开发区良好的地域优势和发展环境，大力培育拥有自主知识产权的核心技术。经过反复技术论证，以最快速度完成了大型CVD化学气相沉积炉的制造、安装、调试任务，摸索出一套成熟的工艺，并拥有这台炉子的制造技术知识产权。

这台大型CVD化学气相沉积炉一次可装500盘，等于过去10台炉子的总量，而且沉积周期缩短，效率大幅度提高。在国内首屈一指，填补了多项国内空白，受到业内专家的青睐和关注。“巨无霸”顺利投产后，使碳盘生产能力在2007年猛增到6000盘，彻底解决了碳盘生产的瓶颈问题，满足了军机和民机的市场需求，顺利完成了重点型号任务和科研生产任务。

碳刹车盘不仅在军机上突飞猛进，而且在民航飞机国产化配套项目及民航产品维修市场中取得历史性突破。公司配套的碳刹车机轮在国产民用MA60飞机上获得了中国第一个TSOA适航证，并荣获陕西省科学技术发明一等奖。

科技人员大胆探索，勇于实践，独创的“粘接槽”、“铆合粘接”新技术及快速CVD沉积新工艺，将旧碳盘二合一或三合一粘接起来，经过高温处理后，获得高含碳的陶瓷质粘接层，为碳盘的深度维修打开了技术通道。这项技术扩大公司民航替代产品的制造范围和制造总量，取得了空客A300、A310、A320、A340，波音757、ATR72飞机等80余项刹车机轮维修许可证，为开发民航产品提供了广阔的发展空间。这项碳盘粘接翻新技术，使公司成功跻身民航市场，并获得了中国民航科技进步奖。

由西安航空制动公司控股、多方参股成立的天元公司，不断扩大民航维修市场，积极融入地方发展经济圈，与新疆航空公司、新华航空公司、长安航空公司、南方航空公司建立了良好的战略合作关系。目前，公司民航产品维修业务涉足厦门、湖北、广西、江苏、河北、新疆、海南、西安八省市，遍及大半个中国，市场份额不断扩大，业绩取得历史性突破，全年销售额将近4000万元，已成为新的经济增长点。

2008年12月，公司研制的碳/陶刹车盘在成都某机场首飞成功，受到国内国际业内人士的高度关注。这标志着我国在高性能航空刹车工程化应用方面，已成功跻身世界领先行列。

碳/陶刹车盘是在碳/碳刹车盘基础上的深度技术创新，已成为第五代更新换代产品。不但继承了前者耐高温、长寿命及大幅减重的优异性能，而且有效地克服了前者静摩擦系数低及湿态衰退大等问题，提高了飞机的机动性能。碳/碳刹车盘沉积需要近3—4个月的时间，周期长、成本高、效率低，一直是研制生产中的瓶颈问题。而碳/陶刹车盘的沉积仅需要1个月的时间，周期大幅度缩短，成本大幅度降低，效率大幅度提升。随着碳/陶刹车盘的定型转批，必将使生产节奏迅速加快，经济效益成倍增长。