我國航空軸承正在努力追趕，殲20將裝備國產(chǎn)發(fā)動機(jī)
航空軸承是航空發(fā)動機(jī)的核心部件之一，具有高溫、高速、載荷大、受力復(fù)雜、工作環(huán)境苛刻等特點。從理論上說，目前提高航空發(fā)動機(jī)推力和燃油效率的最直接方法依然是提高渦輪進(jìn)口溫度和轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速，而提高轉(zhuǎn)速對航空軸承的極限轉(zhuǎn)速性能、耐溫能力、潤滑性能和承載能力均提出了更加嚴(yán)峻的要求。
但是由于種種歷史原因，我國航空軸承技術(shù)起步較晚，并且直到上個世紀(jì)末也沒有把軸承齒輪鋼當(dāng)成重點去研究發(fā)展，與世界軸承強(qiáng)國相比差距十分明顯。據(jù)公開資料披露，國外先進(jìn)航空軸承產(chǎn)品的壽命一般為計算壽命的8倍以上（最高可達(dá)30倍以上），可靠性為98%以上，而我國航空軸承的壽命一般為計算壽命的3至5倍，可靠性為96%左右。
對于發(fā)達(dá)國家來說，高端軸承從哪來，根本就不是什么問題。強(qiáng)大的美國，其特種部隊還要從德國引進(jìn)輕武器，海軍要從英國引進(jìn)MT30燃?xì)廨啓C(jī)。英國和德國，還要從奧地利進(jìn)口火炮精鍛機(jī)。在西方世界里，國家之間的分工合作是很正常的。每個發(fā)達(dá)國家都有一些優(yōu)秀的企業(yè)，各自擁有靠譜"絕活"，各國之前因為同屬北約或歐盟，所以不約而同地形成一種微妙的平衡。很少有人打破局面，去搶別人的飯碗。
而在中國這就都成了大問題。作為中國空軍曾經(jīng)的絕對主力，殲8II戰(zhàn)機(jī)在1984年6月12日首飛成功，在1988年10月，殲8Ⅱ戰(zhàn)機(jī)獲得設(shè)計定型，開始裝備中國空軍和海軍。
殲8II戰(zhàn)機(jī)裝備的是2臺渦噴-13A雙轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)，單臺推力達(dá)6600千克，這使得殲8Ⅱ在具備更好的中低空機(jī)動性能同時，武器掛在能力也達(dá)到了2.2噸，武器外掛架也增加到了7個，初步具備了全天候攔射能力，裝備了雷達(dá)制導(dǎo)的中程攔射導(dǎo)彈。此外，對地攻擊能力也有所增強(qiáng)。
但殲8II戰(zhàn)機(jī)渦噴-13A雙轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)由于主軸承壽命較短，發(fā)動機(jī)第一次翻修壽命連200小時都不能保證，這還是我國航空軸承科研人員作出了巨大努力的結(jié)果。而西方國家當(dāng)時服役的F15，F(xiàn)16等第三代戰(zhàn)斗機(jī)用渦扇發(fā)動機(jī)主軸承壽命已基本實現(xiàn)與發(fā)動機(jī)同壽，使用壽命可達(dá)數(shù)千小時。
性能的巨大差異造成了國內(nèi)民用高端航空軸承領(lǐng)域基本以進(jìn)口軸承為主，如瑞典SKF、德國舍弗勒等國外廠家。但其軍用軸承產(chǎn)品仍然對我國實施嚴(yán)格的技術(shù)封鎖和禁運(yùn)。
進(jìn)入21世紀(jì)后，我國的綜合國力得到了飛速發(fā)展，到2018年我國軸承鋼產(chǎn)量已達(dá)到382萬噸，連續(xù)8年排名世界第一，但是，我國仍然不是軸承鋼生產(chǎn)強(qiáng)國 ，只能算一個軸承鋼生產(chǎn)大國。
目前我國航空發(fā)動機(jī)主軸承的制造用鋼主要選用西方國家第一代航空軸承鋼產(chǎn)品：M50鋼。而該牌號的鋼材美國早在20世紀(jì)80年代前就已普遍使用，目前廣泛使用的是其重大改進(jìn)型號：第二代航空軸承鋼產(chǎn)品M50NiL。
M50NiL添加了鎳，降低了碳，是一種表面滲碳鋼，除斷裂韌性有所提高外，與其它高溫淬透軸承材料相比，顯微組織和疲勞強(qiáng)度也都很好。其原因之一是M50iL中沒有大顆粒碳化物，因此，這種鋼對碳化物引起的疲勞裂紋不敏感。 與M50鋼相比，其關(guān)鍵指標(biāo)耐熱溫度達(dá)350℃，使用溫度提高了200℃。
進(jìn)入新世紀(jì)后，國內(nèi)有關(guān)科研院所與企業(yè)開始進(jìn)行第二代航空軸承鋼產(chǎn)品的應(yīng)用研究，并取得一定成果。山東華云機(jī)電科技有限公司與北京航空材料研究院趙振業(yè)院士共同合作研發(fā)，通過采用該公司豪克能技術(shù)加工最新研發(fā)的國產(chǎn)航空發(fā)動機(jī)軸承，經(jīng)技術(shù)檢測證明其疲勞壽命達(dá)到了德國FAG航空軸承的22倍。
另外，哈爾濱工業(yè)大學(xué)、哈爾濱軸承制造有限公司共同開展了Si3N4氮化硅陶瓷混合軸承的研究及產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用工作。某潛射/艦射反艦導(dǎo)彈提出了增加射程和速度的設(shè)計要求，其彈用渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子必須達(dá)到120000轉(zhuǎn)/分鐘以上的額定轉(zhuǎn)速。在采用哈工大研制的航空混合陶瓷軸承進(jìn)行發(fā)動機(jī)運(yùn)行試驗時，軸承一次性通過5小時連續(xù)運(yùn)行壽命考核，在試驗過程中，軸承除了有輕微煙霧產(chǎn)生外，均無異常情況。試驗后軸承旋轉(zhuǎn)靈活，無異常。這些技術(shù)可以說明我國已基本突破了第二代航空軸承產(chǎn)品的應(yīng)用難關(guān)。
2016年，我國全面啟動實施航空發(fā)動機(jī)和燃?xì)廨啓C(jī)“兩機(jī)”重大專項。航空發(fā)動機(jī)專項方面，將重點聚焦渦扇、渦噴發(fā)動機(jī)領(lǐng)域，同時兼顧有一定市場需求的渦軸、渦槳和活塞發(fā)動機(jī)領(lǐng)域，主要研發(fā)大涵道比大型渦扇發(fā)動機(jī)、中小型渦扇/渦噴射發(fā)動機(jī)、中大功率渦軸發(fā)動機(jī)等重點產(chǎn)品。
2018年7月7日，中國工程院院士劉大響在一次公開講座中首次表示我國第四代軍用小涵道比航空發(fā)動機(jī)項目進(jìn)展順利（殲20配套發(fā)動機(jī)渦扇15），將在未來3至五年內(nèi)設(shè)計定型。
殲-20，代號：威龍，是中航工業(yè)成都飛機(jī)工業(yè)集團(tuán)公司研制的一款具備高隱身性、高態(tài)勢感知、高機(jī)動性等能力的隱形第五代制空戰(zhàn)斗機(jī)。2019年10月13日，殲-20戰(zhàn)機(jī)列陣人民空軍‘王牌部隊。
早期殲-20原型機(jī)使用的是俄制AL-31F-M1發(fā)動機(jī)，之后逐漸采用國產(chǎn)渦扇-10“太行”發(fā)動機(jī)，渦扇-10是中國自主研制的第三代大推力小涵道比渦扇發(fā)動機(jī)，與俄羅斯AL-31系列發(fā)動機(jī)、美國F110系列發(fā)動機(jī)基本處于同一水平。正在研制中的渦扇-15“峨眉”發(fā)動機(jī)的最大推力為18噸，美國F-35戰(zhàn)機(jī)使用的F-135加力渦扇發(fā)動機(jī)為例，近期試驗中推力超過了22噸，說明中美航空發(fā)動機(jī)領(lǐng)域差距已不算太大。這一切都要歸功于我國一系列發(fā)動機(jī)基礎(chǔ)技術(shù)的相繼突破，發(fā)動機(jī)技術(shù)的高低完全取決于“你最短的那塊板子的高度”，正式因為類似于航空軸承鋼材料技術(shù)的突破，新型發(fā)動機(jī)才能取得關(guān)鍵突破。
隨著“兩機(jī)”重大專項的實施，我國的航空軸承行業(yè)有望搭乘航空發(fā)動機(jī)事業(yè)發(fā)展的快車，大幅度提高航空軸承領(lǐng)域相關(guān)重大裝備的先進(jìn)性和自主性，保障渦扇15，渦扇19等先進(jìn)航空發(fā)動機(jī)重點型號的研制需要，從而實現(xiàn)“裝備強(qiáng)軍的中國夢”。