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再次逆袭!中国又一领域从被卡脖子变成卡别人脖子

  众所周知,老美对我们的打压一直从未停止过,而且还在一直在升级。当然我们也毫不客气,果断亮剑,出台了最新修订的《中国禁止出口限制出口技术目录》,目录中列举了众多我国的核心技术,可能大家只注意到了和芯片半导体有关的稀土、集成电路、电子器件等我国禁止或限制出口的技术。但是还有一项技术,我国也曾经饱受卡脖子之苦,而如今,却成了我们的核心技术之一,可拿来卡别人脖子了,这项技术就是航空发动机主轴承技术。这究竟是怎么一回事呢?

  大家都知道,轴承具备极高的技术上的含金量,别看它构造并不复杂,但是它可是一个衡量一个国家科技、工业实力的重要标准。当今世界的科技和工业强国无一例外,都是轴承研发和制造强国。之所以我国一直以来都只是工业大国而非工业强国,其中一个很重要的原因是我国的轴承产业不强。在过去长达几十年的时间里,我们国家生产的主要都是中低端轴承,而高端轴承则主要是依靠进口,一直被别人卡脖子。

  而轴承的一个很重要的应用就是在航空发动机的主轴承上。要知道,一个高可靠性、高精密度的顶级轴承对于航空发动机来说极其关键,直接决定着航空发动机的性能、寿命和可靠性,也是一架飞机是否先进的重要衡量标准。

  而在我国的军用航空发动机上,主轴承的作用更加关键。如果没有过硬的主轴承,即便别的方面再先进,那这台航空发动机也只能算是低端产品,那搭载这台航空发动机的战机也自然表现平庸。一般军用航空发动机要求主轴承寿命在3000小时之后。不仅如此,由于主轴承的工作环境极其“凶险”,除了转速要达到每分钟上万转外,还要承受着各种各样的形式的应力挤压、摩擦与超高温,所以使用的过程中哪怕出现了一根头发丝细的裂纹,那这台航空发动机就会出现重大问题,战机就非常有可能动力失灵,出现坠机事故。由此可见,主轴承是航空发动机木桶原理中的“短板”,直接决定了航空发动机甚至战机的寿命及性能水平。

  但是,由于我们长时间造不出高端轴承,只能依赖进口。可是,进口哪有那么容易。西方国家为避免我们偷学技术,根本不会单独把航空发动机中的高端轴承卖给中国,这还是针对民用航空发动机。如果是军用航空发动机,那西方干脆连整机都不卖给中国,更别说高端轴承了。

  虽然我国在2016年就已经研发出了歼-20,它的成功也标志着我国成为了继美俄之后第三个研发出第五代隐身战机的国家。但是,搭载于歼-20上的WS-10C发动机,寿命也不足2000小时,而美国F-119发动机的设计寿命在8000小时左右。

  其实,在新中国刚成立时,国家制定的“156项”工业化奠基项目中已经专设了两个轴承项目,也就是现在的洛轴集团和哈轴集团。但是,发展状况却都并不乐观,一度陷入困境,甚至濒临倒闭。更不可思议的是,其中的洛轴集团还曾经差一点被德国舍弗勒(FAG)收购。因为当时,几乎所有的高端轴承从研发、制造到销售整个产业链都被美国铁姆肯、日本NSK、瑞典SKF,德国舍弗勒(FAG)等世界四大轴承巨头所垄断。

  造成我国轴承产业落后的局面,还有一个原因,那就是曾经我们的轴承专业方面技术人才奇缺,甚至会出现了断层现象。有相当长一段时间,全国的高校中只有河南科技大学设有轴承专业,成了全国培养轴承专业人才的唯一一所高校,即便是到现在,轴承行业的很多技术骨干都来自于这所院校,而河南科技大学也因此被大家誉为“中国轴承行业的黄埔军校”。但是仅靠这一所院校,如何能满足全国上千家轴承厂的需求呢?

  对于我国轴承产业的落后状况,人民网也曾经发文《高端轴承被垄断 中国航空发动机路在何方》表示担忧,并呼吁加快轴承研究教育,尽快攻克这一严重制约中国工业发展的短板。

  但是,高端轴承研发哪是嘴上说说那么容易,它涉及材料、油脂及润滑、制造、设计、轴承制造装备、检测与试验等一系列技术难题,还涉及接触力学、润滑理论、摩擦学、疲劳与破坏、热处理与材料组织等基础研究和交叉学科。

  然而,不管再难再苦,我们也没放弃的理由,我国的科研人员也一直在努力钻研探索。终于功夫不负有心人,去年年底,央视突然爆出一则消息,称我国自主研制的航空发动机主轴承抗疲劳寿命模拟试验突破5万小时, 这标志着我国高端装备制造技术取得了全新突破。其中所采用的主轴承就是由我国完全自主研制的。这一消息可谓石破天惊,中国的轴承技术终于有了质的突破!

  这里,我们要感谢三位专家。一个是中科院金属研究所沈阳材料科学国家研究中心先进钢铁材料研究部的李殿中院士,他带领团队将我国的稀土技术应用到了轴承钢的研制中,并开发出了“双低氧稀土钢”。一下子使稀土轴承钢±800MPa拉压疲劳寿命比不用稀土时提升了40倍,滚动接触疲劳寿命提升了40%,这必须得说是一个天大的奇迹!

  另外两位是赵显华博士和赵振业院士。赵显华是山东华云董事长,发明了先进的豪克能技术。豪克能技术能实现金属表层晶粒纳米化,是继车、铣、刨、磨等机械加工工艺之后,又一种全新的机械加工新工艺,是实现抗疲劳制造技术的一种重要工艺手段,能够说是一项颠覆性黑科技。

  赵振业是中科院院士,此前他也曾花了长达30年时间,研究创造出了一套新的抗疲劳制造理论体系,可以使材料的性能发挥到极限,大大延长机械零件的寿命。在他们的共同合作努力攻关下,轴承常规使用的寿命终于迎来了重大突破:轴承滚珠实现接触疲劳寿命400万小时,达到世界领先水平的10倍,轴承寿命达到了德国FAG公司产品的22倍。

  得益于我国在轴承技术上的突飞猛进,再加上其他新材料和新工艺的应用,我国的航空发动机寿命得到了大幅度的提高。去年12月,中国航空产业大会上,中航工业第四代动力系统已完成首飞测试,实际上这正是军迷们所期待的WS-15“峨眉”发动机,它的生命长达12000小时,已经处于世界领先水平。如果以每年飞行200小时计算,足够服役60年。

  如今,我国自主研制的航空发动机主轴承抗疲劳寿命又更进一步,模拟试验突破了5万小时,这在世界上已经处于遥遥领先水平,令世界上其他几个国家望尘莫及。中国从被卡脖子变成卡别人脖子,这一次人民网可以完全放心了,祖国没有让你失望!

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