立项报告(吴文昊提供)

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1、立项报告项目名称申请者单位北京古特莱航空科技发展有限公司起止年月申请日期北京古特莱航空科技发展有限公司一、研究目的及意义1.随着航空科技和工业的迅速发展，飞机对其刹车装置的功能要求越来越高。在机轮等狭小空间内，设计具有能载及刹车效率高且散热良好的刹车装置是一个难度很大的工程技术问题。体现刹车装置功能的关键技术是高性能刹车副材料及其制备技术，因此航空高性能摩擦材料历来都被各国列入高新技术范畴。由于直—18A飞机刹车装置的结构特点和工作环境，对其机轮和旋翼刹车副性能具有特殊要求，主要表现在：机轮低速刹车（50—60km/h）、旋翼刹车转速在2000—30

2、00r/min范围；耐海洋性气候及海水腐蚀。目前我国直升机机轮和旋翼刹车材料基本沿用上世纪六、七十年代的技术，主要使用粉末冶金摩擦材料与钢配副，在使用中发现如下主要问题：①粉末冶金摩擦材料磨损严重，有掉边掉块现象；②刹车副受海洋性气候及海水腐蚀较严重；③静摩擦系数不稳定，不利于飞机停机刹车等。由上可见，开展新型刹车副材料的研究和应用，以有效解决传统刹车材料存在的不足，是直升机刹车系统中的重要研究课题。本项目力图从实际出发，在科学试验的基础上，研制出具有创新特色，并具完全自主知识产权的高性能，耐海水及海洋性气候腐蚀的刹车副材料，以适应直—18A等现代直

3、升机特殊工作条件（海洋性气候）的需要。因此，本项目研究工作具有重要的技术价值和广阔的应用前景。二、国内外研究现状概述刹车装置是飞机的重要组件，它的功能和技术性能水平直接关系到飞机的安全和使用。近几十年来，各先进工业国家对飞机机轮刹车装置的研发投入了大量的人力和财力，经过激烈的技术和市场竞争出现了如下六个技术先进和实力雄厚的飞机机轮刹车供应商：美国的Honeywell、Goodrich及ABS（AircraftBrakingSystems）公司，法国的Messier-Bugatti公司，英国的Dunlop公司及俄罗斯的鲁宾航空公司和巴拉什赫铸造机械厂。

4、现代飞机刹车装置的主要特点是：刹车效率高、热学性能优良、使用寿命长、结构紧凑、体积小和重量轻，体现刹车装置功能的关键技术是刹车副的性能和特点。钢刹车副，摩擦系数较高（µ=0.20—0.30）、刹车力矩稳定性较好（〆=60—80%）、热学性能（导热，比热，热膨胀等）较优、耐磨性好（刹车盘使用寿命一般军机为150—250次起落,运输机为500—1500次起落）、制造成本低等。其缺点是粉末冶金摩擦片容易发生掉边掉块现象，降低使用寿命。碳刹车副，摩擦系数较高（µ=0.25—0.35）、刹车力矩稳定性优（〆=70—90%）、热学性能（导热，比热，热膨胀等）优，

5、高温耐磨性优异（刹车盘使用寿命长，运输机一般为1500—3000次起落，其缺点是C/C复合材料抗氧化性能差，C/C刹车盘必须使用防氧化涂层等，其静摩擦系数低，制造成本昂贵等。国内自上世纪60年代初便开始研究和生产军机多盘式刹车装置和机轮，主要生产厂家是514厂和126厂，摩擦材料研究及提供者主要为航空621所（北京航材院）。上世纪80年代后，国内又相继出现了一些单位，主要从事民航飞机等刹车盘研发，如北京摩擦材料厂，中南大学，烟台新材料研究所及航天43所等，对飞机用特殊工作条件，如海水中应用的摩擦副材料国内只有北京航材院于上世纪60—70年代为水轰五飞

6、机研究成功耐海水腐蚀摩擦材料并已应用。一、主要技术指标1.研究目标研发出具有完全自主知识产权的耐海水及海洋性气候腐蚀的新型刹车副材料，并应用于国内现役直升机。2.主要技术指标通过与中国直升机设计研究所相关技术人员交流及参阅有关技术条件，得知直—18A飞机机轮和旋翼刹车装置技术指标（见表1）表1刹车装置性能单位技术指标备注机轮刹车装置正常起飞重量下机轮载荷N单轮最大吸收动能KJ单轮正常吸收动能KJ最大着陆速度km/h正常着陆速度km/h正常能量刹车平均减速率m/s2最大刹车力矩N·M刹车系统压力MPa轮胎充气压力MPa静力矩N·M结构力矩N·M工作环境

7、温度℃工作介质——旋翼刹车装置刹车速度（旋翼转速）r/min单轮吸收动能KJ旋翼刹停时间Sec工作介质——一、技术方案的选择及可行性分析1.拟采用的技术方案如下：1）碳/陶瓷刹车盘制造工艺如图1.碳纤维预制体CVD（CVI）增密树脂浸渍炭化、高温热处理机械加工液相渗硅机械加工刹车盘装配成品入库图1C/C—Sic刹车盘制造工艺流程2）金属陶瓷刹车盘（片）制造工艺，如图2钢背（骨架）加工原材料确认原材料处理镀镍或镀铜烘干还原筛选均匀性分析粉料配制与混合全检尺寸及抽检密度压制成型加压烧结性能测试机加工总检包装图2金属陶瓷刹车盘（片）制造工艺流程1.可行性分

8、析1）原材料根据材料性价比之合理性及供货稳定的原则选择粉末等主辅原材料，已有经验和渠道。原材料入厂复验已有专