2017年1月9日,由西北工业大学和西安航空制动科技有限公司发明的“碳陶飞机刹车功能复合材料的研制与应用”获得2016年度国家技术发明二等奖。
作为“新型飞机刹车盘材料”的研制与应用技术,这种以碳陶作为第三代刹车盘材料的碳陶飞机刹车盘,补齐了我国刹车系统适应性差的短板。
先进军机要求机轮刹车系统自适应性强、压力调节范围宽。同时对刹车材料提出更苛刻的要求,即环境适应性更强、磨损率更小、重量更轻、成本更低。上世纪70年代和本世纪初,粉末冶金和碳/碳作为第一代和第二代刹车盘材料先后在我国军机上应用。碳/碳刹车盘从根本上克服了粉末冶金盘密度高、磨损率大和熔点低导致高温变形和粘盘等缺点。而碳/碳盘的静摩擦系数低、湿态衰减大和生产周期长等缺点日益凸现。
2001年,西北工业大学张立同团队率先提出碳陶刹车材料制备技术新途径。2004年与西安航空制动科技有限公司通过产学研合作,在碳/碳刹车盘制备工艺基础上,成功发展了可调可控反应熔体浸渗法制备碳陶飞机刹车盘,弥补了我国刹车系统适应性差的短板,并实现在军机上的创新应用。
2008年,碳陶刹车盘装备某型歼击机首飞成功,使我国成为国际上首个将碳陶刹车盘成功应用于飞机机轮刹车的国家。该项目突破了3项关键技术,形成5个技术发明点,获授权国家发明专利19项。已交付装机的碳陶刹车盘120余架份,累计飞行万余个起落。其中,某新型军机已完成设计寿命1050次起落,按剩余磨损量计,可增寿1倍。已有7个飞机型号装备部队,3个型号在试飞中,还有三个型号完成地面试验。
6XX所评价认为,两种型号战机用碳陶刹车盘刹车平稳、效率高,有效解决了碳/碳刹车盘湿态性能衰减大的问题。6XX所评价认为,某新型军机用碳陶刹车盘耐海水、耐盐雾腐蚀性能强,抗震和抗冲击能力强,为该型号军机的研制与应用发挥了重要作用。18X厂评价认为,某型反潜巡逻机用碳陶刹车盘解决了起飞线刹车力矩不足的问题,还实现了浇水快速冷却,从而缩短了飞机连续出动的时间间隔。6XX所评价认为,某型小预警演示验证机用碳陶刹车材料是适用于该机型使用环境的新型复合材料。12X厂评价认为,两种型号无人机用碳陶刹车盘抗震和抗冲击性能优异,使用寿命长,环境适应性强。
2010年,国防科工局组织鉴定认为:该项目总体技术处于国际先进水平,在应用方面居国际领先水平。碳陶刹车盘的优异性能也得到业内广泛好评。陕西飞机工业(集团)有限公司182厂评价认为,某型反潜巡逻机用碳陶刹车盘解决了起飞线刹车力矩不足的问题,还实现了浇水快速冷却,从而缩短了飞机连续出动的时间间隔。
截至目前,该项目已完成400多炉次碳陶刹车盘的批产考核,生产了十多个机种1万余件碳陶刹车盘,累计交付装机120余架份,飞行万余个起落。
据项目主要完成人张立同院士介绍,碳陶刹车盘还可在高档轿车、重型汽车、坦克、重型机械和高速列车等领域转化,可形成年数十亿元产值的产业规模,推动我国交通运输等相关行业的技术进步和产业升级。
(责任编辑:张亦弛 审核:刁巧燕)