什麼樣的剎車盤能剎住時速幾百公里、重幾百噸的飛機？_風聞
马氏体-03-05 18:38
飛機着陸時，機輪上的剎車提供了絕大部分減速效果，把飛機巨大的動能轉化為剎車盤的內能，使剎車盤的温度在短時間內升高到數百度。
當飛機在高速滑跑中遭遇突發情況，需要中斷起飛時，緊急制動使剎車盤經受更加嚴酷的考驗，急劇升温到上千度的紅熱狀態。
（剎車系統測試）
早先飛機使用的是粉末冶金的鋼製剎車盤，存在重量大、高温性能差、壽命短的缺點。與之相比，碳/碳複合材料剎車盤具有更加優異的性能，且比鋼製剎車盤減重40%（對於有多個機輪的大飛機，就是數百千克乃至上噸的減重效果），因而獲得廣泛應用。
所謂碳/碳複合材料，是以碳纖維為骨架、碳為基體構成的複合材料。其中碳纖維的形態可以是連續纖維構成的立體框架，也可以是無序分佈的短切纖維；碳基體由浸漬的樹脂、瀝青炭化得到，或由碳氫化物氣體（如天然氣、丙烷）熱解沉積而來。
以法國航空巨頭——賽峯（Safran）公司生產碳剎車盤的過程為例：
首先對層層平鋪的碳纖維進行針刺，使一部分纖維轉到垂直方向，把各層連接起來，形成碳纖維氈。
多層碳纖維氈堆疊、針刺得到多孔的碳纖維預製體。
浸漬樹脂炭化，並採用化學氣相浸滲法沉積熱解碳，填充碳纖維之間的孔隙，實現緻密化。
快速沉積在表面的碳形成硬皮，須通過機械加工去除，以利於後續的浸滲，並加工出剎車盤的形狀。緻密化和加工要反覆多次進行，直至達到所需的密度和尺寸。
噴塗磷酸鹽等抗氧化塗層。
最後進行兩三千度的高温熱處理，使無序的熱解碳發生石墨化，提高剎車盤的熱導率，改善摩擦性能。
剎車盤事關航空安全，有非常高的壁壘，法國賽峯、美國霍尼韋爾等巨頭壟斷了全球80%以上的飛機剎車盤市場。
從1972年起，中航工業西安航空制動科技有限公司（西安制動）在國內率先開展碳剎車材料研究，於1983年成功研製出第一代國產碳剎車盤，1998年成功應用於殲-10戰機。目前我國已有多家企業能夠生產碳剎車盤，應用於殲10、ARJ21、C919等國產軍民用飛機，也讓進口飛機的剎車盤更換成本大幅下降，還應用於我國的高鐵上。
碳/陶複合材料是在碳/碳複合材料基礎上發展出的更先進的剎車材料，在碳纖維骨架內複合熱解碳和碳化硅陶瓷（由硅烷氣體、聚碳硅烷或液態硅浸滲得到），具有更好的摩擦性能、更長的使用壽命，且在潮濕環境下的性能衰減少。2008 年，由西安制動與西北工業大學聯合研製的碳/陶剎車盤實現國際上首次裝機應用，並推廣到艦載機、殲擊機、預警機等多個機型，獲2016年國家技術發明二等獎。
（AG600水陸兩棲飛機，剎車盤要經常泡在水裏，只有碳/陶剎車盤能夠勝任）
從飛得快到落得穩，正是航空工業產業鏈上無數基礎材料的突破，助力中國飛機逐夢雲霄。
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