高端軸承為何成為我國航空發(fā)動機研發(fā)中的短板

軸承具有很高的技術含量，可作為一個衡量一個國家科技、工業(yè)實力的重要標準。當今世界科技、工業(yè)強國無一例外是軸承研發(fā)、制造強國。我國之所以是工業(yè)大國而不是工業(yè)強國，一個重要表現(xiàn)就是軸承產(chǎn)業(yè)大而不強。2012年我國軸承產(chǎn)業(yè)銷售額達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口。中航工業(yè)展出的WS-10“太行”發(fā)動機。該型發(fā)動機研發(fā)之路代表了中國航空發(fā)動機國產(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)動機配套的高可靠性、高精密度的頂級軸承已成為中國在航空發(fā)動機研發(fā)中難以翻越的“珠穆朗瑪峰”。以航空發(fā)動機主軸承為例，主軸承是航空發(fā)動機的關鍵部件之一。在高速、高溫、受力復雜的條件下運轉(zhuǎn)，主軸承質(zhì)量和性能直接影響到發(fā)動機性能、壽命和可靠性。航空發(fā)動機的關鍵的指標之一就是高可靠性。要想保證可靠性，前提之一就是要保證發(fā)動機內(nèi)的軸承具備長壽命——主軸承的壽命，軍機航空發(fā)動機要求在3000小時以上，民機航空發(fā)動機要求更高，要達到數(shù)萬小時。而航空發(fā)動機中軸承工作環(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)的速度長時間高速運轉(zhuǎn)，還要承受著各種形式的應力擠壓、摩擦與超高溫。另外，對于一般的結構部件來說，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)動機主軸承這樣關鍵傳動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)動機的主軸承壽命有限，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)動機所需的關鍵部件之一的軸承，這是一條沒有其他選擇的道路。民機所用航空發(fā)動機雖可以從西方引進，但西方不會把航空發(fā)動機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)動機裝上引進軸承而成為其競爭對手，至于軍用航空發(fā)動機，西方連整機都對中國禁運，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)動機發(fā)展必將受到嚴重的制約與影響。軸承雖是零部件，但它的精度、性能、壽命和可靠性對主機（如航空發(fā)動機）的精度、性能和可靠性起著決定性的作用，軸承技術的落后給我國工業(yè)各行業(yè)帶來嚴重的影響。

軸承巨頭壟斷漸成事實

新中國成立之初“156項”工業(yè)化奠基項目中專設兩個軸承項目即現(xiàn)在的洛軸集團和哈軸集團。2010年7月13日，胡錦濤總書記在考察洛軸時提出“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。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，雖說洛軸集團當時身處嚴重虧損的困境，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域的龍頭企業(yè)，相對于鐵姆肯來說是典型“輕量級”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傾銷的指控告上美國法庭，2002年，海林在美贏得了美國商務部“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，而平均價格卻在遞減；目前該公司的產(chǎn)品在中國的售價低于其在美國的售價，也低于在其他地區(qū)的售價，屬于傾銷行為。美國鐵姆肯公司中國工廠的產(chǎn)品也存在低價銷售現(xiàn)象，對同行形成了不正當競爭?！吨袊I(yè)報》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》報道中提到：中國軸承工業(yè)協(xié)會副秘書長牛輝表態(tài)，支持海林公司一切合法、正當?shù)木S權行為，協(xié)會有責任和義務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)向高端軸承領域邁進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)機所用的F-119矢量發(fā)動機（資料圖）

軸承技術人才為何青黃不接

工業(yè)和信息化部于2011年發(fā)布《機械基礎件、基礎制造工藝和基礎材料產(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”相關的技術人才的培養(yǎng)，這方面軸承產(chǎn)業(yè)是個典型。#p#分頁標題#e#

盧院士這番話表明了高端軸承技術的極端復雜性，其難度非常大。這同時也說明為軸承專門設置一個工科專業(yè)是很必要的。而一個學綜合性、寬口徑的機械工程專業(yè)的本科生盡管也學過數(shù)十小時的軸承課時，但如此短的學時，只學到了軸承這門高深學問的皮毛，如這樣的本科生投身軸承行業(yè)，幾乎等于從頭開始學，那就太費時間，勝任工作時間太長，用人單位還得進行費時費力對其進軸承專業(yè)知識的大量培訓。

正如前文所說，高端軸承的短板，并不僅僅存在于航空發(fā)動機領域，在高精密機床設備、高速鐵路、儀器儀表等領域，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、財力、物力方面的投入，中國才能實現(xiàn)由軸承大國到軸承強國的根本性轉(zhuǎn)變。

美國F-119航空發(fā)動機（資料圖）

F-35戰(zhàn)機所用的F-135航空發(fā)動機（資料圖）

我國軸承產(chǎn)業(yè)技術落后是與技術人才嚴重短缺密切相關，全國軸承企業(yè)技術人才在年齡結構上普遍存在斷層現(xiàn)象。眾多企業(yè)軸承專業(yè)的技術人才斷層現(xiàn)象首要原因是高校人才培養(yǎng)上岀現(xiàn)斷層，因為這段時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械工程專業(yè)中，成為依附于機械專業(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)在河南科技大學軸承專業(yè)成了全國僅存的“獨生子”，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。這些學生絕大多數(shù)已成為軸承行業(yè)的技術骨干，河南科技大學被業(yè)內(nèi)人士譽為“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，遠遠不能滿足全國上千家軸承廠的需求。

加強軸承研究教育迫在眉睫

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

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

美軍F-35B垂直起降戰(zhàn)斗機所用的F-135改進型發(fā)動機（資料圖）

俄制117S發(fā)動機（資料圖）