高端軸承為何成為我國航空發(fā)動(dòng)機(jī)研發(fā)中的短板

軸承具有很高的技術(shù)含量，可作為一個(gè)衡量一個(gè)國家科技、工業(yè)實(shí)力的重要標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)今世界科技、工業(yè)強(qiáng)國無一例外是軸承研發(fā)、制造強(qiáng)國。我國之所以是工業(yè)大國而不是工業(yè)強(qiáng)國，一個(gè)重要表現(xiàn)就是軸承產(chǎn)業(yè)大而不強(qiáng)。2012年我國軸承產(chǎn)業(yè)銷售額達(dá)1420億元人民幣，生產(chǎn)的主要是中低端軸承，而高端軸承則主要依靠進(jìn)口。中航工業(yè)展出的WS-10“太行”發(fā)動(dòng)機(jī)。該型發(fā)動(dòng)機(jī)研發(fā)之路代表了中國航空發(fā)動(dòng)機(jī)國產(chǎn)化的漫長艱辛。（資料圖）

高端軸承成為木桶原理中的“短板”

用于航空發(fā)動(dòng)機(jī)配套的高可靠性、高精密度的頂級(jí)軸承已成為中國在航空發(fā)動(dòng)機(jī)研發(fā)中難以翻越的“珠穆朗瑪峰”。以航空發(fā)動(dòng)機(jī)主軸承為例，主軸承是航空發(fā)動(dòng)機(jī)的關(guān)鍵部件之一。在高速、高溫、受力復(fù)雜的條件下運(yùn)轉(zhuǎn)，主軸承質(zhì)量和性能直接影響到發(fā)動(dòng)機(jī)性能、壽命和可靠性。航空發(fā)動(dòng)機(jī)的關(guān)鍵的指標(biāo)之一就是高可靠性。要想保證可靠性，前提之一就是要保證發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)的軸承具備長壽命——主軸承的壽命，軍機(jī)航空發(fā)動(dòng)機(jī)要求在3000小時(shí)以上，民機(jī)航空發(fā)動(dòng)機(jī)要求更高，要達(dá)到數(shù)萬小時(shí)。而航空發(fā)動(dòng)機(jī)中軸承工作環(huán)境完全可以用“煉獄”來形容，它們不僅要以每分鐘上萬轉(zhuǎn)的速度長時(shí)間高速運(yùn)轉(zhuǎn)，還要承受著各種形式的應(yīng)力擠壓、摩擦與超高溫。另外，對于一般的結(jié)構(gòu)部件來說，即便出現(xiàn)輕度裂紋也可以保證安全使用——這在專業(yè)上稱為損傷容限，而航空發(fā)動(dòng)機(jī)主軸承這樣關(guān)鍵傳動(dòng)部件不存在損傷容限一說，其在使用過程中絕不允許出現(xiàn)裂紋等形式的損傷。而中國目前航空發(fā)動(dòng)機(jī)的主軸承壽命有限，軸承已成為木桶原理中的“短板”。

目前，我國正在全力研發(fā)航空發(fā)動(dòng)機(jī)所需的關(guān)鍵部件之一的軸承，這是一條沒有其他選擇的道路。民機(jī)所用航空發(fā)動(dòng)機(jī)雖可以從西方引進(jìn)，但西方不會(huì)把航空發(fā)動(dòng)機(jī)中配置的高端軸承單賣給中國，以防止中國正在研制的航空發(fā)動(dòng)機(jī)裝上引進(jìn)軸承而成為其競爭對手，至于軍用航空發(fā)動(dòng)機(jī)，西方連整機(jī)都對中國禁運(yùn)，更不可能把其中配置的高端軸承單賣給中國。

這一短板如果得不到解決，中國的航空發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)展必將受到嚴(yán)重的制約與影響。軸承雖是零部件，但它的精度、性能、壽命和可靠性對主機(jī)（如航空發(fā)動(dòng)機(jī)）的精度、性能和可靠性起著決定性的作用，軸承技術(shù)的落后給我國工業(yè)各行業(yè)帶來嚴(yán)重的影響。

軸承巨頭壟斷漸成事實(shí)

新中國成立之初“156項(xiàng)”工業(yè)化奠基項(xiàng)目中專設(shè)兩個(gè)軸承項(xiàng)目即現(xiàn)在的洛軸集團(tuán)和哈軸集團(tuán)。2010年7月13日，胡錦濤總書記在考察洛軸時(shí)提出“建成世界一流的軸承研發(fā)生產(chǎn)基地”。然而在幾年前這家企業(yè)甚至有被國外同行收購的危險(xiǎn)。目前，高端軸承的研發(fā)、制造與銷售基本上被世界四大軸承巨頭即美國鐵姆肯、日本NSK、瑞典SKF，德國舍弗勒（FAG）所壟斷。2006年，德國舍弗勒（FAG）一直企圖并購洛軸集團(tuán)，雖說洛軸集團(tuán)當(dāng)時(shí)身處嚴(yán)重虧損的困境，但卻被舍弗勒視為未來的潛在對手而欲“吞并”。

而另一家更小的軸承企業(yè)甘肅海林中科科技股份有限公司，作為中國的圓錐滾子軸承領(lǐng)域的龍頭企業(yè)，相對于鐵姆肯來說是典型“輕量級(jí)”選手，兩家企業(yè)卻打了十多年的官司。十多年前，甘肅海林被鐵姆肯以所謂低價(jià)傾銷的指控告上美國法庭，2002年，海林在美贏得了美國商務(wù)部“永久性反傾銷稅率”的裁定。而在中國市場上，據(jù)海林公司副總經(jīng)理何克鴻介紹，美國鐵姆肯公司每年出口到中國的軸承產(chǎn)品數(shù)量在遞增，而平均價(jià)格卻在遞減；目前該公司的產(chǎn)品在中國的售價(jià)低于其在美國的售價(jià)，也低于在其他地區(qū)的售價(jià)，屬于傾銷行為。美國鐵姆肯公司中國工廠的產(chǎn)品也存在低價(jià)銷售現(xiàn)象，對同行形成了不正當(dāng)競爭。《中國工業(yè)報(bào)》2013年11月18日《鐵姆肯涉不公平競爭中國軸協(xié)吁其共同發(fā)展》報(bào)道中提到：中國軸承工業(yè)協(xié)會(huì)副秘書長牛輝表態(tài)，支持海林公司一切合法、正當(dāng)?shù)木S權(quán)行為，協(xié)會(huì)有責(zé)任和義務(wù)為海林公司提供一切可能的幫助。這是中國軸協(xié)首次就中國海林公司申請調(diào)查美國鐵姆肯公司在中國涉嫌傾銷一事的正式發(fā)聲。如何遏制中國軸承產(chǎn)業(yè)向高端軸承領(lǐng)域邁進(jìn)的勢頭可能已成為世界軸承巨頭對中國軸承產(chǎn)業(yè)遏制戰(zhàn)略的重中之重。

美軍F-22戰(zhàn)機(jī)所用的F-119矢量發(fā)動(dòng)機(jī)（資料圖）

軸承技術(shù)人才為何青黃不接

工業(yè)和信息化部于2011年發(fā)布《機(jī)械基礎(chǔ)件、基礎(chǔ)制造工藝和基礎(chǔ)材料產(chǎn)業(yè)“十二五”發(fā)展規(guī)劃》（簡稱“三基規(guī)劃”），但卻忽視了與“三基”相關(guān)的技術(shù)人才的培養(yǎng)，這方面軸承產(chǎn)業(yè)是個(gè)典型。#p#分頁標(biāo)題#e#

盧院士這番話表明了高端軸承技術(shù)的極端復(fù)雜性，其難度非常大。這同時(shí)也說明為軸承專門設(shè)置一個(gè)工科專業(yè)是很必要的。而一個(gè)學(xué)綜合性、寬口徑的機(jī)械工程專業(yè)的本科生盡管也學(xué)過數(shù)十小時(shí)的軸承課時(shí)，但如此短的學(xué)時(shí)，只學(xué)到了軸承這門高深學(xué)問的皮毛，如這樣的本科生投身軸承行業(yè)，幾乎等于從頭開始學(xué)，那就太費(fèi)時(shí)間，勝任工作時(shí)間太長，用人單位還得進(jìn)行費(fèi)時(shí)費(fèi)力對其進(jìn)軸承專業(yè)知識(shí)的大量培訓(xùn)。

正如前文所說，高端軸承的短板，并不僅僅存在于航空發(fā)動(dòng)機(jī)領(lǐng)域，在高精密機(jī)床設(shè)備、高速鐵路、儀器儀表等領(lǐng)域，這種短板依然存在，也只有我們加大在高端軸承研制上在人力、財(cái)力、物力方面的投入，中國才能實(shí)現(xiàn)由軸承大國到軸承強(qiáng)國的根本性轉(zhuǎn)變。

美國F-119航空發(fā)動(dòng)機(jī)（資料圖）

F-35戰(zhàn)機(jī)所用的F-135航空發(fā)動(dòng)機(jī)（資料圖）

我國軸承產(chǎn)業(yè)技術(shù)落后是與技術(shù)人才嚴(yán)重短缺密切相關(guān)，全國軸承企業(yè)技術(shù)人才在年齡結(jié)構(gòu)上普遍存在斷層現(xiàn)象。眾多企業(yè)軸承專業(yè)的技術(shù)人才斷層現(xiàn)象首要原因是高校人才培養(yǎng)上岀現(xiàn)斷層，因?yàn)檫@段時(shí)間原有的七八家工科院校的軸承專業(yè)以所謂發(fā)展“寬口徑專業(yè)”為名而被裁減合并到綜合性機(jī)械工程專業(yè)中，成為依附于機(jī)械專業(yè)的一門課目(專業(yè)課)，軸承專業(yè)畢業(yè)人數(shù)急劇減少。

現(xiàn)在河南科技大學(xué)軸承專業(yè)成了全國僅存的“獨(dú)生子”，迄今為止該校已為全國軸承行業(yè)培養(yǎng)了近2000名本科生和碩士生。這些學(xué)生絕大多數(shù)已成為軸承行業(yè)的技術(shù)骨干，河南科技大學(xué)被業(yè)內(nèi)人士譽(yù)為“中國軸承行業(yè)的黃埔軍校”。但該校軸承專業(yè)每年僅提供60多名的畢業(yè)生，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足全國上千家軸承廠的需求。

加強(qiáng)軸承研究教育迫在眉睫

日本軸承巨頭NSK，其總部竟有1800個(gè)研發(fā)人員，這是中國軸承同行不敢想象的。在許多外行人看來，軸承是種結(jié)構(gòu)簡單的零部件，有必要配備這么多研發(fā)人員嗎？其實(shí)大家在日常生活中看到的軸承都是技術(shù)含量較低的低端軸承，而高端軸承技術(shù)復(fù)雜程度是低端軸承無法相比的。

中國工程院院士盧秉恒認(rèn)為，高端軸承研發(fā)涉及材料、油脂及潤滑、制造、設(shè)計(jì)、軸承制造裝備、檢測與試驗(yàn)等一系列技術(shù)難題，還涉及接觸力學(xué)、潤滑理論、摩擦學(xué)、疲勞與破壞、熱處理與材料組織等基礎(chǔ)研究和交叉學(xué)科。

美軍F-35B垂直起降戰(zhàn)斗機(jī)所用的F-135改進(jìn)型發(fā)動(dòng)機(jī)（資料圖）

俄制117S發(fā)動(dòng)機(jī)（資料圖）