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自主,自强者的成功标配
——一个军工企业从“跟跑”到“领跑”世界的再生样本

2017-05-18苏子豪刘建军

国防科技工业 2017年2期
关键词:刹车盘西北工业大学刹车

苏子豪 刘建军

自主,自强者的成功标配
——一个军工企业从“跟跑”到“领跑”世界的再生样本

苏子豪 刘建军

一个航空机载企业和一个知名学府的有机结合,中国实现了在航空刹车材料领域从“跟随者”到“领跑者”的角色转换。双方以对国家使命的担当精神和主责意识,诠释了“产学研”无缝对接的报国情怀和自主创新的内涵,也成就了一个中国企业从“学着会做”到“独立领跑”的时代跨越。

2017年1月9日,国家科学技术奖励大会在人民大会堂隆重举行,由中航工业西安航空制动科技有限公司(简称:中航工业制动)自主创新的产学研项目——“碳陶飞机刹车功能复合材料的研制与应用”,荣获国家技术发明二等奖,受到了党和国家的表彰。

该项目是将中航工业制动的碳/碳刹车材料制备技术与西北工业大学的陶瓷基复合材料应用技术科学结合,发明的一种领先世界的新型复合材料——“碳陶飞机刹车功能复合材料”,简称“碳陶刹车材料”。它是产学研合作取得的一项饱含“中国创造”智慧的自主技术创新硕果。

关乎飞机起降安全的碳陶刹车盘,受此大奖,实至名归。这项新型材料融合了粉末冶金刹车材料和碳/碳复合刹车材料的优点,具有重量轻、硬度高、刹车平稳、耐高温、耐腐蚀、环境适应性强和使用寿命长等优点,被公认是性能优异的新一代刹车材料。

在产业界“一辈子只做刹车”的中航工业制动董事长、党委书记向克阳激动地说,“今天的获奖,就好比一个孩子考上清华、北大”,“关键是‘父母’基因强大,才修成正果”。

有专家学者坦言,这是一次技术的巅峰飞跃,更是一次刹车材料的产业革命,特别是对高频次、高能载、高风险、高成本的军用飞机,战略意义非同凡响。

“找对了合作方比什么都重要”。着装精致、性情优雅的西北工业大学领衔合作项目的中国工程院院士张立同更是情不自禁,“太好了,这让我们更加坚定了产学研合作自主技术创新的信心和决心”。

品读从“跟跑”到“领跑”的内涵

对飞机而言,每一次起飞降落,刹车的可靠性,都是必须确保的第一安全项目。可别小看这飞机的刹车盘,它却是飞机的关键部件之一,与飞机的“心脏”发动机和“大脑”飞控一样,同等重要。无论从国家安危的战略高度,还是产业的发展看,飞机刹车已经从企业经营层面,上升为国家战略。

这当中,作为刹车系统上起关键作用的刹车盘就显得尤为重要。飞机刹车盘的制造材料发展经历了有机粘结剂刹车材料、粉末冶金刹车材料、碳/碳复合刹车材料和碳陶复合刹车材料四个阶段。

碳/碳复合刹车材料是上世纪70年代欧美发达国家率先使用的飞机刹车盘制作材料。它是以碳纤维为增强体、以热解碳为基体的复合刹车材料。然而,这项技术被美、英、法三国牢牢地控制。

1972年,专注于飞机刹车的制动人瞄准这一尖端技术,开始了向世界先进科技进军的步伐。1977年,他们研制出国内第一套扇形片结构的航空碳刹车盘;1987年,碳刹车材料制备工艺和防氧化技术获得成功;1993年,碳/碳复合材料刹车制备技术获得国家发明专利;1994年,碳/碳复合材料防氧化技术获得国家发明专利;1998年,碳/碳刹车盘在歼十飞机上首飞成功;2003年,碳/碳刹车盘获得中国第一个TSOA技术标准批准书,并随着新舟60飞机飞出国门。

20多年艰苦卓绝的公关,他们攻克了被国外长期封锁的碳/碳刹车材料技术难题,彻底改变了西方大国对此技术的垄断局面。有学者评价,如果没有碳/碳材料产业化的成功,就没有今天中国机轮刹车材料领先世界的精“碳”一跃。

碳/碳刹车盘,最大的特点是对飞机减重效果十分显著。这对飞机减重如黄金般珍贵的事实来说,无疑是最大的利好。

这么好的材料,为什么又要发展另一种新材料?因为飞机作业的环境复杂多变,不同的自然环境对刹车材料有不同的要求。碳/碳刹车盘的吸潮性强,在湿态环境会导致飞机刹车性能大幅度衰减,从而危及飞行安全。

时代呼唤着一种新型刹车材料问世。

产学研的根本是什么?为了自立

中航工业制动研发团队部分成员

2004年,张立同院士主持的“耐高温长寿命抗氧化陶瓷基复合材料应用技术”获国家技术发明奖一等奖,使该奖项在连续6年空缺后实现了“零”的突破。

2005年,中航工业制动与西北工业大学签订合作协议,提出以国防建设为需求,着眼航空产业发展中遇到的重大难题和难点,发挥彼此优势。

双方合作的诉求,一个想做好,把产品做出来;一个想做强,把产品做到世界级。作为飞机刹车产业的国家队,企业想通过合作提升专业自主创新能力,实现产业强国。以此彻底解决飞机在湿态环境下刹车性能衰减的重大安全问题,确保飞机起降万无一失。

西北工业大学想通过科学技术产业化的道路,让科研成果与产业的互补性、融合性得到有效发挥,实现科技报国。

中航工业制动负责整个项目的总体策划,以实践应用实现技术理论的突破,从问题实践牵引技术理论;西北工业大学负责将技术理论向实践转化,用理论指导实践。

“看准合作对象,关键是看他们是不是干实事的人”。张立同院士的评价标准是“三个有利于”:是否有利于国家、有利于产业、有利于企业,通过事看担当。

做产业就是做投资,投资的关键,是对信任的投资。“西北工业大学拥有高科技的科研成果,我们拥有强大的设计制造能力”。项目参与者中航工业制动复合材料事业部总经理刘海平介绍,他从西北工业大学毕业后,又师从于张立同院士读博士,几乎全过程参与了碳陶刹车材料的产业化路程,让他最感叹的,是彼此双方的信任。

一个是国内最早从事碳材料研究和产业化的“元老”,一个是陶瓷基复合材料研究的“新贵”。强强结合,优势互补,强大的碳材料基因和高科技血统充分融合,就会诞生出世界级的产品。

产学研一体化,说起来容易,做起来难。“产”是龙头,“学”是龙身,“研”是龙尾。

“产学研的根本是什么?出发点又是什么”?公司总经理付鹏锋的问答,折射一个道理,“产学研的根本是为了产业自立,学会独立走路;自立的终极目标,是为了超越”。

中国企业要想实现“弯道超车”,科技领先是第一步,发动机的功率必须足够强大,其次才是驾驶者的水平。强大的落脚点,“强”是基础,“大”是未来。

从“理论成果”到“实际产品”,有太多艰难的路要走。

中航工业首席专家、公司项目主持者田广来列举说,针对国内外面临的残余硅含量过高这一无法解决的全球难题,我们经过理论分析和试验摸索,不断对工艺进行系统优化,取得了一系列重大技术突破。

通过持续攻关,他们成功地掌握了碳陶核心制造、工艺和加工技术,打造出了世界级产品的“王者装备”。

在校企合作的跑道上,如何做到彼此放心?他们在整体架构设计上,交叉设计,我中有你,你中有我;运行机制上,院校+企业模式。

把自己该做好的事情精心做好,遇到困难,双方研发团队协同攻关,形成真正意义上的互补。大学教授们甚至常年在企业指导研制工作,成为企业公认的“荣誉职工”;企业的工匠们则时时都可以进入西北工业大学学习请教,融入到知识的海洋里,双方相濡以沫,携手共进。

“为什么说产业化难度大”?技术制造专家张晓伟认为,因为配置的设备能力、工艺手段、管理水平必须以高标准为起点,从材料研究、工艺配方甚至到产品验证,任何一个环节都需要以最高标准为手段。“只有这样,产品才有可能成为国家级顶尖成果、世界级产品”。

院校对高科技成果的“想法”与企业产业化路径的“做法”,千差万别,如何实现互补?他们将两支团队融为一体,教授学者们纷纷到企业上班,与产业阶层打成一片,荣辱与共,实现技术和制造的高度融合。

企业负责碳/碳坯体的生产与加工,然后送到西工大进行陶瓷化处理,最后返回企业进行装配。

“谁也不能单独完成这件事,大家必须相互支撑,同舟方能共济”。西北工业大学项目参与者成来飞、范尚武描述,科技成果转化有效地解决了彼此分而不散、松而不紧、紧而不聚的被动局面。

中航工业制动和西工大产业化的实践证明,产学研的战略诉求点必须建立在国家战略需求的政策引导上、大学科技资源转化的自身诉求上、行业问题导向的“痛点”上、经济社会发展的双赢上,综合构建“三位一体”的产业化集群模式。

自主创新是做强技术做大产业的必由之路

如今,一些国外竞争者甚至主动找上门来,洽谈合作。技术实力赢得了竞争方的尊重,科技成就了创新之美。科技兴国,不再是一句空话!

对新科技以及新生事物有着“先天”敏感性的制动人,有一种血性,那就是任何飞机刹车的前沿技术出现,他们都会第一时间“扑”上去,咬回来“咀嚼”,以此“武装”自己。技术新锐周蕊形容,哭着笑着,我们都要把产品或技术做到最好。

产业创新倒逼学术创新,西工大通过产业化实现了资本积累,制动人通过科技化完善了技术底蕴。封闭的学术文化、惰性的产业文化正走向开放、合作,从“心”出发的产学研合作模式,将激活“年老体衰”产业化的机体。

目前,中航工业制动已完成400多炉次碳陶刹车盘的批产考核,生产了十多个机种10000余件碳陶刹车盘,惯性台试车考核10000余次。已批量装机碳陶刹车盘120余架份,累计安全飞行10000余个起落。其科技含量、产品质量和配套机种,均名列世界前茅。

在工程应用方面,国内主流飞机设计院所纷纷评价认为,碳陶刹车盘性能稳定、效率高,有效地解决了多年来飞机刹车湿态性能衰减大等重大问题。特别是耐海水、耐盐雾腐蚀性能强,抗震和抗冲击能力强,还能实现浇水后快速冷却,从而大大缩短了飞机连续出动的时间间隔,节约时间10倍左右。

“团体冠军是由若干个单项冠军组成的”。讲究细节管理的向克阳分析,一个国家的技术体系就如同金字塔,“九层高台,起于垒土”。做企业,就是要足够专注,数十年如一日专心技术、专注产品,代代相传锤炼一技之长,组成产业集群,才是中国技术实力的基础和底气之所在。

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