高端軸承為何成為我國航空發動機研發中的短板

軸承具有很高的技術含量，可作為一個衡量一個國家科技、工業實力的重要標準。當今世界科技、工業強國無一例外是軸承研發、制造強國。我國之所以是工業大國而不是工業強國，一個重要表現就是軸承產業大而不強。2012年我國軸承產業銷售額達1420億元人民幣，生產的主要是中低端軸承，而高端軸承則主要依靠進口。中航工業展出的WS-10“太行”發動機。該型發動機研發之路代表了中國航空發動機國產化的漫長艱辛。（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動機研發中難以翻越的“珠穆朗瑪峰”。以航空發動機主軸承為例，主軸承是航空發動機的關鍵部件之一。在高速、高溫、受力復雜的條件下運轉，主軸承質量和性能直接影響到發動機性能、壽命和可靠性。航空發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動機內的軸承具備長壽命——主軸承的壽命，軍機航空發動機要求在3000小時以上，民機航空發動機要求更高，要達到數萬小時。而航空發動機中軸承工作環境完全可以用“煉獄”來形容，它們不僅要以每分鐘上萬轉的速度長時間高速運轉，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，即便出現輕度裂紋也可以保證安全使用——這在專業上稱為損傷容限，而航空發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裂紋等形式的損傷。而中國目前航空發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，我國正在全力研發航空發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。民機所用航空發動機雖可以從西方引進，但西方不會把航空發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動機裝上引進軸承而成為其競爭對手，至于軍用航空發動機，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，中國的航空發動機發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各行業帶來嚴重的影響。

軸承巨頭壟斷漸成事實

新中國成立之初“156項”工業化奠基項目中專設兩個軸承項目即現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生產基地”。然而在幾年前這家企業甚至有被國外同行收購的危險。目前，高端軸承的研發、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，相對于鐵姆肯來說是典型“輕量級”選手，兩家企業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，據海林公司副總經理何克鴻介紹，美國鐵姆肯公司每年出口到中國的軸承產品數量在遞增，而平均價格卻在遞減；目前該公司的產品在中國的售價低于其在美國的售價，也低于在其他地區的售價，屬于傾銷行為。美國鐵姆肯公司中國工廠的產品也存在低價銷售現象，對同行形成了不正當競爭。《中國工業報》2013年11月18日《鐵姆肯涉不公平競爭中國軸協吁其共同發展》報道中提到：中國軸承工業協會副秘書長牛輝表態，支持海林公司一切合法、正當的維權行為，協會有責任和義務為海林公司提供一切可能的幫助。這是中國軸協首次就中國海林公司申請調查美國鐵姆肯公司在中國涉嫌傾銷一事的正式發聲。如何遏制中國軸承產業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業遏制戰略的重中之重。

美軍F-22戰機所用的F-119矢量發動機（資料圖）

軸承技術人才為何青黃不接

工業和信息化部于2011年發布《機械基礎件、基礎制造工藝和基礎材料產業“十二五”發展規劃》（簡稱“三基規劃”），但卻忽視了與“三基”相關的技術人才的培養，這方面軸承產業是個典型。#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是很必要的。而一個學綜合性、寬口徑的機械工程專業的本科生盡管也學過數十小時的軸承課時，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，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，中國才能實現由軸承大國到軸承強國的根本性轉變。

美國F-119航空發動機（資料圖）

F-35戰機所用的F-135航空發動機（資料圖）

我國軸承產業技術落后是與技術人才嚴重短缺密切相關，全國軸承企業技術人才在年齡結構上普遍存在斷層現象。眾多企業軸承專業的技術人才斷層現象首要原因是高校人才培養上岀現斷層，因為這段時間原有的七八家工科院校的軸承專業以所謂發展“寬口徑專業”為名而被裁減合并到綜合性機械工程專業中，成為依附于機械專業的一門課目(專業課)，軸承專業畢業人數急劇減少。

現在河南科技大學軸承專業成了全國僅存的“獨生子”，迄今為止該校已為全國軸承行業培養了近2000名本科生和碩士生。這些學生絕大多數已成為軸承行業的技術骨干，河南科技大學被業內人士譽為“中國軸承行業的黃埔軍校”。但該校軸承專業每年僅提供60多名的畢業生，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垂直起降戰斗機所用的F-135改進型發動機（資料圖）

俄制117S發動機（資料圖）